专题04 金属资源的开发与金属材料（举一反三讲义）2027年高考化学一轮复习

该高中化学高考复习讲义聚焦金属资源开发与金属材料专题，系统梳理铜、铝、铬等金属的性质、冶炼、化合物制备及材料应用等核心考点，按题型构建“性质-冶炼-制备-应用”逻辑框架，通过题型精讲（举一反三）、知识总结、靶向突破（分层训练）等环节，帮助学生建立金属元素及其化合物的转化关系和解题思路。 讲义突出情境化教学和分层设计，如结合历史文物、工业流程的真题案例，培养学生的科学思维和科学探究能力，设置根基夯实与综合进阶分层练习，配合方法总结与即时反馈，确保学生高效突破难点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

专题04 金属资源的开发与金属材料 内容导航 题型精讲·举一反三 题型01 铜的性质及其用途（结合材料、物质转化、离子方程式） 题型02 铜的冶炼（结合工艺流程、工业制备、地域文化） 题型03 铜的其他化合物（结合实验制备、性质、用途、方程式） 题型04 铜的化合物的制备（结合实验制备、性质探究） 题型05 金属材料的性质及其用途（结合非遗文化、文物） 题型06 铝土矿提取铝（结合工业、铝的冶炼） 题型07 铬及铬的化合物（结合工业、废水处理） 题型08 锰及锰的化合物（结合陌生反应、工业） 题型09 钛及钛的化合物（结合陌生反应、工业情境） 题型10 钴、钒及相应的化合物（结合陌生反应、工业情境） 靶向突破·分层训练 题型精讲·举一反三 题型01铜的性质及其用途 举一反三 【例1】【结合历史文物】（2026·河北张家口·一模）河北博物院馆藏文物众多，全方位揭示了中华文明的深度和广度。下列文物的主要成分属于金属材料的是 A．铜说唱俑 B．双龙钮盖三足石砚 C．松林亭子纨扇 D．天蓝釉唇口盘 A．A B．B C．C D．D 【变式1-1】【结合物质转化】（2026·重庆·模拟预测）常见含氧酸A有如下转化关系，C为红棕色气体。下列说法错误的是 A．C为酸性氧化物 B．单质分别与金属、反应，生成产物的阴阳离子个数比相同 C．D与铁能发生置换反应 D．足量的铜与的浓溶液反应，能得到、的混合物 【变式1-2】【结合离子方程式】（2026·贵州黔西南·二模）下列有关铜元素转化的离子方程式书写正确的是 A．向稀硫酸中加入铜粉： B．将一小块钠投入溶液中： C．用溶液腐蚀印刷电路板： D．向含、的溶液中加入过量浓氨水，使与分离： 【变式1-3】（2026·重庆·二模）人工智能产业发展迅猛，下列其产业链中所涉及的物质为合成高分子材料的是 A．光刻气：氩氖混合气 B．印制电路板基材：特种环氧树脂 C．芯片散热材料：纳米级铜箔 D．半导体衬底材料：氮化镓 知识总结 1．金属材料：纯金属和合金； 2．铜的物理性质及其用途 颜色状态：纯铜是紫红色金属；黄铜（Cu-Zn）、青铜（Cu-Sn）均为铜合金； 常温下固体，有金属光泽，具有良好的导电性，可作导电材料；具有导热性、延展性； 对应用途： 电线、电缆、电路板、导电母线—导电性 铜锅、铜散热器、导热管道—导热性 铜箔、铜线、铜工艺品—延展性 装饰、乐器（铜管乐器—金属光泽 3．铜的化学性质 （1）与氧气反应 潮湿空气中，铜与空气中的氧气、二氧化碳和水反应生成碱式碳酸铜，化学方程式为：2Cu + O2+H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO3 （2）与酸反应：与稀盐酸、稀硫酸不反应； ①与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、SO2和水，化学方程式为：； ②与硝酸反应：；； （3）与氯化铁溶液反应，用于腐蚀印刷电路板：； 题型02铜的冶炼 举一反三 【例2】【结合工艺流程】（2025·浙江湖州·一模）某绿色化学工艺可从铜冶炼烟尘(主要含单质S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅，部分流程如下： 已知：分解温度CuO1100℃，560℃，680℃，高于1000℃。下列说法不正确的是 A．焙烧的适宜温度可控制在600℃左右 B．焙烧过程中气化，单质S转化为 C．固体3主要成分为和 D．采用电化学法或置换法可实现从溶液2中回收Cu 【变式2-1】【结合工业制备】（2026·辽宁鞍山·二模）下列有关工业生产的表述正确的是 A．硝酸工业获得NO： B．硫酸工业获得： C．工业精炼铜： D．工业制硅： 【变式2-2】（2026·湖南永州·二模）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及、的硫酸盐)中高效回收砷、铜和锌的绿色工艺，部分流程如下： 已知：①沸点：；；。 ②分解温度：  ；  560℃；  680℃。 下列说法错误的是 A．流程中M是 B．“焙烧”时控制的温度范围为 C．“操作a”是蒸发结晶 D．从浸出液得到Cu的方法可为湿法炼铜或电解法 【变式2-3】【结合地域文化】（2026·江西新余·一模）江西素有“物华天宝、人杰地灵”的美誉，下列有关说法错误的是 A．“中国板鸭之乡”——赣县，制作板鸭时不能使用亚硝酸钠作食品添加剂 B．“分宜洋江赛龙舟”——分宜，制作龙舟的木材属于纤维素，是有机物 C．中国铜都——德兴，早在唐宋年间已使用了湿法炼铜的技术炼铜 D．新余特产——腐乳，其发酵过程涉及蛋白质的降解 知识总结 铜的冶炼： （1）工业上主流方法为火法炼铜，辅以湿法炼铜、生物炼铜，最终通过电解精炼得到高纯度精铜，主要流程如下：铜冶炼烟尘（主要含S、 及 、 的硫酸盐）焙烧分解生成氧化铜，S转化为二氧化硫，二氧化硫用于制备硫酸，硫酸与氧化铜反应得到硫酸铜溶液，通过电解硫酸铜或湿法炼铜得到铜。 （2）湿法炼铜：铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：； （3）电解冶炼铜：：粗铜为阳极，纯铜为阴极，硫酸铜溶液为电解质，构成电解池，电解精炼铜； 阳极氧化：比铜活泼的杂质先被氧化：Zn - 2e- = Zn2+ ；Fe - 2e- = Fe2+；Ni - 2e- = Ni2+、Cu - 2e- = Cu2+； 金、银、铂等不活泼杂质不溶解，随反应脱落沉积在阳极底部，形成阳极泥（可回收贵金属，是金、银的重要来源之一）； 阴极还原：Cu2++2e-=Cu； 题型03 铜的其他化合物 举一反三 【例3】【结合实验制备】（2026·江苏·二模）以铜为原料制备新制悬浊液并检验葡萄糖中的醛基。下列相关实验原理、装置（部分夹持仪器省略）及操作不正确的是 A．装置甲：制备硫酸铜溶液 B．装置乙：过滤出未反应铜单质 C．装置丙：制备悬浊液 D．装置丁：检验葡萄糖中的醛基 【变式3-1】（2026·浙江杭州·模拟预测）下列关于的说法不正确的是 A．属于强电解质 B．水溶液呈酸性 C．可用于制备波尔多液 D．元素位于元素周期表区 【变式3-2】【结合矿物颜料】（2026·新疆喀什·二模）宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料(主要成分为)，青色来自蓝铜矿颜料(主要成分为)。下列说法正确的是 A．保存《千里江山图》不需控制温度和湿度 B．孔雀石、蓝铜矿颜料易被空气氧化 C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱 D．中铜的质量分数高于 【变式3-3】【结合方程式】（2026·陕西商洛·二模）解释下列实验现象或事实的离子(或化学)方程式正确的是 A．覆铜板制作印刷电路板： B．向H2S溶液中加入CuSO4粉末，出现黑色浑浊： C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜：(浓) D．CuCl2浓溶液稀释，绿色溶液变蓝： 方法总结 铜的其他化合物 （1）CuO：制铜盐、氧化剂、玻璃着色剂； （2）Cu2O：砖红色沉淀，不溶于水； （3）CuSO4（无水白色，五水合硫酸铜蓝色），其水溶液呈酸性，用途：检验水蒸气、配制波尔多液、泳池杀菌、电镀液原料； （4）Cu(OH)2：检验醛基（斐林试剂）、制铜盐； （5）碱式碳酸铜受热易分解；碱式碳酸铜为铜器锈蚀产物，可酸洗除去； （6）Cu[(NH3)4]SO4中Cu2+为中心离子，NH3为配体，提供孤电子对形成配位键； 题型04 铜的化合物的制备 举一反三 【例4】【结合实验制备】（2026·浙江·二模）研究小组制备CuCl，用于制备氯苯，该小组设计的主要制备流程如下图所示，已知CuCl在空气中易被氧化，可溶于浓盐酸中。下列说法不正确的是 A．反应过程中可采用水浴加热 B．混合搅拌时，可通过蓝色是否褪去来初步判断反应是否完成 C．步骤Ⅰ过滤时要保证沉淀表面有溶液覆盖，以避免其被氧化而变质 D．最终的氯苯粗产品中含有的苯酚杂质，可用浓溴水除去苯酚杂质 【变式4-1】（2026·河南开封·模拟预测）向溶液中加入浓溶液，制得悬浊液，向悬浊液中通入产生大量白色沉淀A，过滤，测得滤液的pH约为3.取洗涤后的白色沉淀A进行如下实验： 查阅文献：溶液中呈无色，易被氧化为。 下列叙述错误的是 A．滤液的pH约为3与过量有关 B．为使后续实验现象明显，过程①中的氨水要过量 C．过程③中有配位键的断裂与形成 D．溶液中通入也能产生白色沉淀A 【变式4-2】（2026·广西河池·一模）氧化亚铜为砖红色粉末状固体，可用作陶瓷和搪瓷的着色剂。为探究的性质，进行如下实验： I.取少许加入到试管甲，滴加过量溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为红色沉淀，溶液显浅蓝色；倾去溶液，滴加浓硝酸，沉淀逐渐消失，产生红棕色气体。 Ⅱ.另取等量少许加入到试管乙，滴加过量氨水并充分振荡，沉淀逐渐溶解，溶液颜色为无色；静置一段时间后，溶液颜色变为深蓝色。 下列说法错误的是 A．实验I中生成的红色沉淀为金属 B．实验I、Ⅱ不能说明为两性氧化物 C．实验I中沉淀的变化均体现了的氧化性 D．深蓝色是由于存在，中含有的化学键为配位键和共价键 【变式4-3】（2026·重庆·模拟预测）废铜回收利用率，大体上反映了一个国家铜的再生水平，用废铜屑制备甲酸铜是回收铜的一个重要途径。 已知：甲酸铜常温常压下稳定，可溶于水，难溶于乙醇。 (一)甲酸铜的制备 (1)制取硫酸铜晶体：废铜屑经处理后加入一定的试剂可得到硫酸铜晶体。请从下列给出的试剂中选择最佳的反应试剂或试剂组合___________(填序号)。 ①浓硫酸    ②浓硝酸    ③双氧水    ④稀硫酸 (2)制取碱式碳酸铜：称取和在研钵中磨细混匀后加入近沸腾的蒸馏水中。 ①为了防止暴沸，搅拌下加入混合物的方式为：___________(“一次加入”或“分批加入”)；写出反应的离子方程式___________； ②需略过量的原因一方面是为了提高硫酸铜的利用率，另一方面是因为___________。 (3)在接近沸腾下加热搅拌几分钟并静置后，用倾析法(如图)分离、洗涤沉淀。倾析法适用于分离出沉淀颗粒密度___________(填“较大”或“较小”)的物质。 (4)将碱式碳酸铜加入蒸馏水，搅拌加热至约50℃，逐滴加入适量甲酸至沉淀刚好完全溶解，再将溶液蒸发，冷却，减压过滤，用少量___________洗涤晶体两次，抽干称重。 (二)甲酸铜晶体组分测定(已知：杂质不含铜元素) (5)结晶水的测定：称取产物放入称量瓶，置于烘箱内在110℃加热，再放于仪器a(见图)中冷却至室温后称量。重复上述操作直到恒重得固体质量为0.8900g。仪器a的名称是___________。 (6)铜含量的测定：已知有色溶液所呈现的颜色是由于溶质对光的选择性吸收所致。利用物质对一定波长光的吸收程度(吸光度)来测定物质含量(定量分析)的方法，称为分光光度法。称取产物加入蒸馏水，使其完全溶解。取配制的溶液于100ml容量瓶中，加入少量氨水，用蒸馏水稀释至刻度并摇匀。在波长610nm下测定溶液的吸光度。已知吸光度与标准溶液的浓度关系如下表： 编号 不同浓度的标准溶液 样品 1 2 3 4 5 6 浓度 0.0008 0.0016 0.0024 0.0032 0.0040 吸光度 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.25 ①不用标准溶液而用标准溶液进行分光光度计测定的原因为___________。 ②根据(5)(6)的数据可求得甲酸铜晶体的化学式为___________。 方法总结 铜的化合物的制备： 1．氯化亚铜的制备：过量亚硫酸氢钠、氢氧化钠、氯化钠及硫酸铜在条件下，混合搅拌，过滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜； 2．Cu[(NH3)4](OH)2溶液制备：向硫酸铜溶液中逐滴加入过量的浓氨水，先生成氢氧化铜蓝色沉淀，后沉淀溶解，得到深蓝色溶液；化学方程式为：CuSO4+4NH3·H2O= Cu[(NH3)4]SO4+4H2O； 3．氧化亚铜（Cu2O，砖红色固体）制备 ①醛还原法（最常考）原理（以乙醛为例，碱性条件）：，应用：检验醛基、检测还原糖（斐林试剂）； ②湿法还原：用亚硫酸钠、葡萄糖等温和还原剂还原硫酸铜溶液，工业上用于制备纳米氧化亚铜。 题型05 金属材料的性质及其用途 举一反三 【例5】【结合非遗文化】（2026·广东·一模）岭南非物质文化遗产丰富多彩。下列非遗展品主要材质属于金属的是 A．香云纱 B．龙凤呈祥银壶 C．石湾陶塑 D．梅花坑兰亭砚 A．A B．B C．C D．D 【变式5-1】（2026·广东深圳·模拟预测）表中陈述Ⅰ与Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 黄铜表面有致密的氧化物薄膜 B 酸性：乙酸>丙酸 推电子效应：甲基<乙基 C 工业合成氨需在高温下进行 合成氨反应是放热反应 D 用甲醛与苯酚合成酚醛树脂 甲醛与苯酚间发生加聚反应 A．A B．B C．C D．D 【变式5-2】【结合中国文化】（2026·福建厦门·二模）中国旅游标志“铜奔马”底部采取了“铁骨铜皮”的稳定设计。下列说法正确的是 A．Fe位于元素周期表d区 B．“铁骨铜皮”是一种合金 C．湿法炼铜与火法炼铜均为非氧化还原反应 D．“铜奔马”表面呈绿色是因为主要发生了析氢腐蚀 【变式5-3】【结合文物】（2026·广西河池·二模）广西壮族自治区博物馆珍藏的“翔鹭纹铜鼓”是国家级文物，下列关于铜鼓的说法，正确的是 A．铜鼓的主要材料为铜合金，其硬度和熔点均高于纯铜 B．铜鼓表面的绿色铜锈主要成分为碱式碳酸铜，可用稀硝酸长时间浸泡去除 C．铜鼓长期暴露在潮湿空气中会发生电化学腐蚀，应置于干燥环境保存 D．铜鼓铸造过程中使用的铜合金，属于新型无机非金属材料 知识总结 金属材料：纯金属和合金； 铁合金（目前用量最大、用途最广的合金）：生铁和钢； 纯铝：密度小、导电性优良、表面易形成致密氧化膜而抗腐蚀，但质地软、强度低； 硬铝（Al-Cu-Mg-Mn-Si），强度高、密度小，铝抗腐蚀不是因为化学性质不活泼，而是表面生成致密的氧化铝薄膜阻止内部继续反应； 青铜（Cu+Sn），耐磨、耐腐蚀、铸造性好，例如：古代青铜器、轴承、齿轮； 黄铜（Cu+Zn），硬度大、易加工、外观金黄，例如：水管阀门、乐器、五金首饰； 白铜（Cu+Ni），银白色、抗腐蚀、延展性好，例如：精密仪器、医疗器械、钱币； 钛和钛合金：熔点高、密度小、强度高、抗腐蚀性远优于不锈钢、生物相容性极好； 题型06 铝土矿提取铝 举一反三 【例6】【结合工业】（2026·北京东城·一模）金属铝的生产原理示意图如下。 注：熔点为2050℃ 下列说法不正确的是 A．过程①中的主要反应： B．溶液2与反应后的滤液可用于过程① C．过程③中利用了硫酸的酸性和氧化性 D．能降低熔融所需温度，减少能耗 【变式6-1】【结合工业】（2026·山东泰安·一模）下列化学工艺流程不可行的是（部分反应条件省略） A． B． C．从海带中提取单质碘：取样→灼烧→浸取→过滤→萃取→反萃取→过滤 D．铝土矿 【变式6-2】【结合工业】（2026·山东·模拟预测）废耐火砖中富含MgO、和Cu等，其资源化回收金属元素的一种工艺流程如图。 下列说法错误的是 A．“气体X”为 B．“滤液Ⅱ”处理后可返回“加压氨浸”操作单元中 C．“滤渣Ⅱ”主要为含铜氧化物 D．“水萃”后Mg元素主要存在于“滤液Ⅲ”中 【变式6-3】【结合工业】（2026·北京海淀·二模）一种从粉煤灰(主要成分为，含少量、、)中获得的流程如下图。 已知：焙烧过程中几乎不发生反应，、、转化为相应的硫酸盐。 下列说法不正确的是 A．浸出环节无法将Ca元素除尽 B．由分步沉淀可推测 C．母液经处理后得到的可循环利用 D．获得的反应为 知识总结 铝土矿提取铝工艺流程： 铝土矿(主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3)，加入NaOH溶液溶解后，滤渣为Fe2O3，滤液为Na[Al(OH)4]溶液，通入CO2生成Al(OH)3，过滤，滤液主要为碳酸氢钠溶液，滤渣为Al(OH)3，灼烧后得到Al2O3，氟化钙加入稀硫酸反应得到氟化氢，再经过一系列反应得到，加入在熔融状态下电解Al2O3，得到Al和氧气。 题型07 铬及铬的化合物 举一反三 【例7】【结合工业】（2026·湖南岳阳·一模）金属铬(Cr)常用于制造不锈钢和仪器仪表的金属表面镀铬。由(亚铬酸亚铁)制备Cr的流程如下。下列说法错误的是 A．若要在金属表面镀铬，应该将待镀金属作阴极 B．反应①中发生的反应是 C．反应②可以用浓盐酸代替稀硫酸，反应速率更快 D．反应④中的Si可以用Al来代替作还原剂置换Cr 【变式7-1】【结合废水处理】（25-26高三上·黑龙江·阶段检测）重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。某化工厂处理含有的废水并回收利用Cr元素制备的流程如图所示，已知属于两性氢氧化物。下列说法错误的是 工业废水 A．的作用是还原剂 B．用可代替，离子方程式为 C．为使充分沉淀，调pH时应加入过量的NaOH溶液 D．利用铝热法，可将转化为Cr 【变式7-2】（2026·浙江温州·二模）氯铬酸吡啶盐是一种选择性氧化试剂，主要用于醇类的氧化。实验制备过程如下：在CrO3(0.1 mol)与浓盐酸(含0.22 mol HCl)的混合物中，缓慢滴加0.1 mol吡啶，充分反应后，将所得的悬浊液进行过滤、洗涤，然后对产品进行干燥，并称量。 实验装置： 已知：①氯铬酸吡啶盐()：橙黄色固体，受热易分解； ②； ③酸性溶液中：氯铬酸根中Cr-Cl键会发生断裂，释放出Cl-。 请回答： (1)可用于本实验尾气吸收是___________。 A． B． C． D． (2)冰水浴的目的是___________。 (3)下列操作正确的是___________。 A．缓慢滴加吡啶是为了控制反应速率 B．用滤液洗涤残留在烧瓶中的固体，可提高产品产率 C．过滤后的滤液经中和后可直接排放 D．将产品结构中N位上的H原子替换为正丁基，则有利于其在醇类物质中的溶解 (4)产品纯度测定：常采用氧化还原滴定法测定Cr(Ⅵ)元素。不采用沉淀滴定法测定Cl元素，可能的原因是___________。 (5)将含0.1 mol HCl的盐酸与0.1 mol吡啶()混合，得到1 L吡啶盐酸盐溶液。计算此溶液的pH=___________。 【变式7-3】（2026·上海徐汇·二模）三氧化钼()广泛应用于化工、催化剂、钢铁等行业。一种利用钼精矿(主要成分为，其中S元素为-1价)制备的工艺流程如下图所示。 已知：Mo元素在不同pH的溶液中主要存在形态如下表。 pH <3 3～6 6～9 >9 溶液中的存在形式 钼酰正离子 八钼酸根 七钼酸根 钼酸根 (1)钼元素位于元素周期表第5周期第6族，其基态原子的价层电子排布为___________。 A． B． C． D． (2)“氧化浸出”溶液中含有、、NaCl。反应消耗NaClO与的物质的量之比为___________。 (3)工业上也可以采用煅烧钼精矿将转化为，对比“煅烧法”，列举两条“氧化浸取”法的优势___________。 “离子交换”步骤中选用D296负离子交换树脂()，它能选择性的吸附含钼离子，吸附原理为(含钼离子)。 (4)流程中“离子交换”步骤的目的是___________。 (5)溶液pH对钼元素的吸附率存在显著影响，当时，用离子交换法提钼率明显下降的可能原因是___________。 (6)检验钼酸盐中正离子的方法为___________。 钼精矿中铁元素含量可以用重铬酸钾滴定法测定，测定步骤如下。 ⅰ．称取0.200 g钼精矿样品，加入饱和溶液，加热，充分溶解。除去不溶物后，向滤液中加入足量氨水，生成红褐色沉淀，将沉淀过滤、洗涤。 ⅱ．将红褐色沉淀溶于足量盐酸，完全溶解后滴加溶液，直至黄色恰好消失，再滴加2滴溶液。 ⅲ．向步骤ⅱ溶液中加入溶液，充分混合后静置，滤去不溶物。 ⅳ．向步骤ⅲ的溶液中分别加入少量和，并加水配成100 mL待测液。 ⅴ．取待测液，加入3~5滴二苯胺磺酸钠溶液(作指示剂)，用的溶液进行滴定，扣除空白实验后，平均消耗溶液的体积为。 其中涉及的部分反应如下。 ① ② ③(近无色) ④(浅绿色)(未配平) (7)步骤ⅴ不需要用到的玻璃仪器是___________。 A．滴定管 B．锥形瓶 C．容量瓶 D．胶头滴管 (8)已知二苯胺磺酸钠在还原态时呈无色，氧化态时呈紫色，步骤ⅴ滴定终点的实验现象为___________。 (9)钼精矿样品中铁元素的质量分数为___________。(用、、的代数式表示) (10)下列操作可能导致测定结果偏大的是___________。(不定项) A．滴加溶液的量不足 B．定容时待测液时，仰视容量瓶刻度线 C．使用滴定管时，未用待装液润洗 D．洗涤后的锥形瓶，有少量水残留 方法总结 1．铬的制备： FeCr2O4与碳酸钠、空气反应生成Na2CrO4，Na2CrO4与稀硫酸反应生成Na2Cr2O7，Na2Cr2O7与C在高温条件下反应生成Cr2O3，Cr2O3与Si在高温条件下反应生成Cr；反应的化学方程式为：①4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2=2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2↑②2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O，③Na2Cr2O7+2CCr2O3+Na2CO3+CO↑，④3Si+2Cr2O34Cr+3SiO2。 2．含铬废水的处理： 工业废水 作还原剂将工业废水中的还原为，再调pH使转化为沉淀，灼烧得到。 题型08 锰及锰的化合物 举一反三 【例8】【结合工业】（2026·湖南怀化·一模）工业上以软锰矿(主要成分为)为原料通过固体碱熔氧化法生产高锰酸钾，主要流程如下。下列说法错误的是 A．“锰酸钾歧化”可以用HCl代替 B．该流程中可循环使用的物质是 C．“结晶”操作与从NaCl溶液中获得NaCl晶体的操作不相同 D．“熔融氧化”应在铁坩埚中进行，陶瓷坩埚或坩埚均不行 【变式8-1】（2026·山东临沂·模拟预测）工业上以软锰矿(主要成分为)为原料通过固体碱熔氧化法生产高锰酸钾，主要流程如图。 已知：“熔融氧化”中发生反应的化学方程式为。 下列说法错误的是 A．“熔融氧化”可在铁坩埚中进行 B．“锰酸钾歧化”中可替换为 C．“抽滤”可加快过滤速度，使固液分离更彻底 D．“锰酸钾歧化”中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 【变式8-2】（2026·湖南湘潭·二模）一种从湿法炼锌产生的废渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物）中富集回收Co，得到含锰高钴成品的工艺流程如图。 下列说法错误的是 A．滤渣中的物质主要为 B．“氧化”时被氧化的离子为 C．试剂X可以是ZnO或 D．“氧化沉钴”时， 【变式8-3】（2026·河北·一模）某种软锰矿中含有的氧化物，一种综合利用该软锰矿的工艺流程如下： 已知：时，的，的。 回答下列问题： (1)“浸出渣”的主要成分有与___________(写化学式)。 (2)“碱化过滤”时，当完全沉淀，溶液中___________(填“>”“<”或“=”)。 (3)“氧化”过程中若通入空气时间过长，的纯度会下降，可能的原因是___________。 (4)“水热法”时，温度控制在，反应的离子方程式为___________，反应后过滤所得滤液可用于制备副产物，写出副产物的一种应用：___________。 (5)在酸性、中性环境下都会被歧化生成和，则“熔融”步骤中应保证原料___________。 (6)“电解”步骤的阳极反应为___________。 技巧点拨 1．高锰酸钾的制备：软锰矿制备高锰酸钾 将软锰矿（主要成分为）与KOH和熔融氧化可得，该反应方程式为：，加入蒸馏水浸取可得含有，KCl等溶质的混合溶液。向溶液中通入，发生歧化反应，该反应方程式为，将混合物抽滤后加热浓缩、冷却结晶后过滤可得，2．锰的氧化物的制备： ①四氧化三锰的制备：与反应生成沉淀，之后经浆化，氧化，过滤烘干等过程转化为； 题型9 钛及钛的化合物 举一反三 【例9】【结合工业生产】（2026·陕西咸阳·三模）钛被誉为“太空金属”与“战略金属”。一种由钛铁矿(主要成分为，其中为+4价)制取金属钛的流程如图所示(反应条件省略)。下列说法错误的是 A．“氯化”时焦炭与物质的量之比为 B．元素Fe、Ti均位于元素周期表的d区 C．消耗单质，理论上可制取金属钛 D．制取金属钛时不能用或代替 【变式9-1】【结合方程式】（2026·河南新乡·模拟预测）下列过程对应的方程式错误的是 A．向NaClO溶液中通入少量SO2： B．用TiCl4制备TiO2： C．黑火药爆炸： D．硫化钠溶液久置后出现淡黄色浑浊： 【变式9-2】（2026·辽宁·二模）钛在航空航天、舰船制造、冶金、医疗等方面有广泛的应用，可利用钛铁矿(主要成分为，还含有少量、等杂质)来制备金属钛(海绵钛)和锂离子电池的电极材料，工艺流程如下： 已知：①“酸浸”后，钛主要以形式存在。 ②溶液中离子浓度时可认为该离子沉淀完全。 ③、、、。 回答下列问题： (1)“滤液①”中主要金属阳离子有___________。 (2)“水解”时需加水稀释、加热并控制不超过2，生成的离子方程式为___________，控制的目的是___________。 (3)“氯化”过程中还会生成一种可燃性无色气体，反应的化学方程式为___________。 (4)制备海绵钛时必须排除空气的影响，___________(填“能”或“不能”)用氮气作保护气，原因是___________。 (5)海绵钛可用碘提纯，原理为，则在提纯过程中，的作用是___________。 (6)若“滤液②”第ii步加磷酸后恰好沉淀完全时溶液，此时溶液中___________。 【变式9-3】（2026·湖南衡阳·模拟预测）钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，广泛用于火箭、飞机制造业等。工业上利用钛铁矿(主要成分为、FeO等)制备金属钛的工艺流程如下。 资料：Ti为固体，化学性质稳定，不溶于稀硫酸、稀盐酸等。 (1)基态Ti原子中有___________个未成对电子。 (2)将钛铁矿投入反应釜前，先将其粉碎的目的是___________。 (3)已知：  ，该反应极难进行，从化学平衡的角度解释向反应釜中通入氯气的同时加入焦炭的原因是___________。 (4)反应釜中还得到了，能与在沸腾炉中分离，是利用了与的___________不同。 (5)写出合成器中反应的化学方程式：___________。利用上述方法制取的金属钛中可能会含有少量杂质，该杂质是金属___________。由金属钛的性质可知，除去这种杂质可以用___________(填试剂名称)。 (6)钛原子(Ti)在一定条件下和碳原子可形成气态团簇分子，分子模型如图所示(白球表示钛原子，黑球表示碳原子)，其化学式为___________。 知识总结 钛铁矿制备钛 钛铁矿(主要成分为，其中为+4价)，则为价，与焦炭、氯气发生反应：；在气氛中、℃下与发生反应，化学方程式为：。 题型10 钴、钒及相应的化合物 举一反三 【例10】【结合工艺流程】（2026·内蒙古呼和浩特·二模）铁钴铜合金湿法分离流程如下，下列说法错误的是 已知：单质与单质化学性质相似 A．“酸浸”反应： B．“氧压水解”反应： C．“氧压水解”中可适当提高温度促进水解以提高铁回收率 D．滤液结晶后母液可用于“酸浸”，实现循环利用 【变式10-1】（2026·安徽合肥·模拟预测）一种实现铜冶炼烟尘中高效脱除砷和回收利用铜、铅、锌、铋等多种有价金属的工艺流程如图所示： 已知：ⅰ.铜冶炼烟尘的主要成分为、、、、、、和，煤的主要成分为。 ⅱ.易升华，、具有两性。 ⅲ.常温下，，，当某离子的物质的量浓度时，认为该离子沉淀完全。 回答下列问题： (1)“低温焙烧”时不参加反应，与煤、发生反应时有、和等气体生成且两种氧化剂的物质的量之比为，则该反应的化学方程式为_______________； (2)“氯化浸出”时金属离子以氯配离子{如}的形式存在，若，写出发生反应的离子方程式：_________________。 【变式10-2】（2026·福建莆田·三模）一种主要成分为(Pb为价)的钒铅矿(杂质元素为Si、Al)，通过如下工艺可制得。 已知：①沉淀的最佳pH范围为7.0~8.5。 ②。 下列说法错误的是 A．“出炉气”可用碱液吸收以避免环境污染 B．“电炉焙烧”中氧化剂和还原剂的物质的量比为 C．“除硅铝”时，的最低浓度为 D．“沉钒”时发生反应： 【变式10-3】（2026·陕西西安·模拟预测）一种从湿法炼锌产生的废渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物）中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如图： 已知常温下溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全（）时的pH（见下表）： Co3+ Co2+ 开始沉淀的pH 1.5 6.9 - 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 回答下列问题： (1)“浸出”前，将废渣磨碎，其作用是__________。 (2)“氧化”的目的是__________；若要检验“氧化”是否完全，应选用的试剂是__________。（填化学式） (3)“氧化沉钴”中生成的离子方程式为__________。 (4)“调pH”步骤中，若pH=4，则“滤渣2”是__________。 (5)“氧化沉钴”中调pH=4，则“滤液”中的浓度为__________。 (6)“滤液”中主要的阳离子有和__________（填离子符号）。 (7)ZnO是半导体材料，ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能。Zn-N键中离子键成分的百分数小于Zn-O键，原因是__________。 知识总结 金属钴的工业制备 1．湿法冶钴：绝大多数钴资源需先通过湿法冶金浸出、提纯得到钴盐溶液，再还原为金属钴。 含钴化合物的制备 1．废旧锂电池提钴以钴酸锂正极废料为原料，硫酸+双氧水体系浸出，作还原剂将+ 3价钴还原为易溶的+2价：，后续经萃取分离锂、钴，再沉淀、煅烧得到钴化合物，实现资源循环。 靶向突破·分层训练 根基夯实 1．（2026·重庆·三模）2025年12月3日，我国朱雀三号重复使用运载火箭成功发射。下列有关说法错误的是 A．火箭加注的液氢燃料是高能清洁燃料 B．飞船内常用固体来吸收空气中的 C．火箭用到的先进陶瓷材料属于无机非金属材料 D．火箭箭体用到钛合金，钛属于稀土金属 2．（2026·河北承德·模拟预测）我国出土的文物呈现了瑰丽的历史文化，下列文物的主要成分属于金属材料的是 A．后母戊青铜方鼎 B．天然夜明珠 C．玉谷纹璧 D．青花云龙纹扁瓶 3．（2026·贵州铜仁·模拟预测）贵州历史悠久，物产丰饶。下列描述的物质中属于金属矿产的是 A．蔺地佳布，冬暖夏凉，宜衣宜幔，边地至宝 B．黔中孕灵，丹砂映日，溪山藏宝，水银流光 C．夜郎枸酱，味压江南，一缕醇香，通于南越 D．黔中佳纸，小屯称最，吸墨不洇，落笔生韵 4．（2026·海南儋州·二模）化学改善人类生活、创造美好世界。下列说法正确的是 A．“稀土金属”是外形酷似金属的泥土 B．“绿色水华”是绿色污染物排入了河流 C．“低碳技术”是燃烧含碳量低的煤炭技术 D．“蓝色经济”是开发与发展海洋资源 5．（25-26高三上·河南·阶段检测）下列说法错误的是 A．应远离热源、可燃物，并与还原性物质分开存放 B．向饱和碳酸钠溶液中缓慢滴加稀盐酸，一开始未观察到有气泡产生 C．将和按体积比通入品红溶液，能观察到品红溶液快速褪色 D．实验安全图标提醒实验者实验中会用到明火，要正确使用火源 6．（2026·山东德州·一模）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺。下列说法错误的是 已知： ①：熔点314℃沸点460℃ ②分解温度：CuO 1100℃、 560℃、 680℃、高于1000℃ A．焙烧温度可以选择500℃ B．酸浸的目的是溶解CuO C．浸出渣的成分是 D．电解后所得溶液可返回酸浸工序中循环利用 7．（2026·山东青岛·一模）用某废旧锂离子电池中钴酸锂()粗品制备纯品，实现资源的循环利用，主要工艺流程如下。 已知：①氯化胆碱是一种铵盐，“微波共熔”时提供；②在溶液中常以(蓝色)和(粉红色)形式存在；③25℃时，，认为沉淀完全。下列说法错误的是 A．“微波共熔”反应中草酸作还原剂 B．“水浸”溶液颜色发生变化，离子方程式为 C．25℃当“沉钴”反应恰好完成时，溶液pH约为4.9 D．“高温烧结”的化学方程式为 8．（2026·江西景德镇·三模）从废旧CPU中回收Au、Ag、Cu的部分流程如下： 已知：。下列说法不正确的是 A．酸溶时，溶解相同的原料，使用浓硝酸产生的氮氧化物比使用稀硝酸产生的多 B．向过滤所得滤液中加入过量浓氨水，可以分离Cu2+、Ag+ C．用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金 D．向1 mol HAuCl4中加入过量Zn充分反应，最多消耗 9．（2026·四川绵阳·二模）以镍镉矿（主要成分为NiS、CdO，含、CuO、PbO、等杂质）为原料回收部分金属单质的工艺流程如图所示： 已知：①电极电位越高，金属阳离子氧化性越强； ②25℃，部分电对的电极电位表 电对 电极电位/V 下列说法错误的是 A．“酸浸”时，温度越高酸浸效果越好 B．“滤渣Ⅰ”的成分主要为、S和 C．可以加入或NiO调节溶液pH，“净化”时加入的Y物质最好为Ni D．流程中的和CO等均可循环利用 10．（2026·辽宁抚顺·一模）金属冶炼在国民经济发展中有着重要作用。工业上以某软锰矿(主要成分为，还含有少量、及)为原料制备锰酸锂()的工艺流程如图所示。 已知：当溶液中某离子浓度不大于时，该离子沉淀完全。室温下相关物质的如下表所示。 物质 回答下列问题： (1)工业上，需进行预处理将软锰矿转化为矿浆，其目的是___________。 (2)浸渣的主要成分是___________(填化学式)。 (3)“酸浸”中，加入的目的是___________；“酸浸”，浸出液中可能含有，检验浸出液中是否存在的试剂为___________(填化学式)；若溶液中还存在，为节约成本，可加入少量___________(填名称)。 (4)若“酸浸”后浸出液中且已检测无，则“调pH”时应调节pH的范围为___________。 (5)“锂化”时，控制与的物质的量之比为，充分混合后，在反应器中加热制取，反应器中的反应过程如下： ①升温到时，开始分解产生和；升温到时，开始分解产生另一种气体X和固体Y，X恰好与分解反应产生的的物质的量相等，X是___________(填化学式，下同)，Y是___________。 ②继续升温到时，和固体Y发生反应，固体质量逐渐增加，当质量不再增加时，得到高纯度的锰酸锂，写出反应的化学方程式：___________。 综合进阶 1．1．（2026·河南安阳·三模）蓝铜矿(主要成分为甲)是一种天然蓝色铜矿石，在冶金、颜料、文物修复等领域均有应用。甲在一定条件下能发生如下转化： 下列叙述正确的是 A．甲一定是 B．乙的主要成分是 C．丁可能是 D．使戊溶液显黄色的离子是 2．（2026·云南·三模）实验室模拟利用含钴废料(主要成分为，还含有少量的铝箔等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图所示： 已知：、难溶于水。 下列说法错误的是 A．“碱浸”发生的反应为 B．“酸溶”反应中可以用代替 C．“操作①”用到的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒 D．“沉钴”时若浓度太大，可能导致产品中混有 3．（2026·四川德阳·二模）我国研发的歼10C战斗机采用高强度Ti合金，某化学研究小组从钒钛矿(主要成分为FeTiO3含有少量的V2O5、SiO2、Al2O3、CaO、MgO)中，制备TiO2同时获得一种重要的工业催化剂V2O5，制备流程如下： 资料：①V2O5是两性氧化物，弱碱性条件下以形式存在，pH大约为2时，V元素以形式存在。 ②NH4VO3难溶于水。 ③硅酸根在pH=5.8时，凝胶生成速率最快。 回答下列问题： (1)预处理时需将钒钛矿破碎、球磨的目的________。 (2)第四周期d区金属的低价离子在水溶液中以水合物形式存在，没有未成对d电子的水合离子无色，如Ti4+。写出其电子排布式________。 (3)调pH”时NaOH溶液的作用是________。滤渣③主要成分是________可用于建筑材料。 (4)滤渣①中FeTiO3与浓硫酸反应生成了TiOSO4与另一种盐，写出其化学方程式________。 (5)已知V2O5是一种较强的氧化剂，溶于盐酸生成VOCl2并放出黄绿色气体，写出反应离子方程式________。 (6)25℃时，Ksp(NH4VO3)=1×10−3，若调pH后溶液中浓度为0.2mol/L，欲使沉淀率达到99%，计算此时浓度为________。 (7)100t含FeTiO3 22.8%的钒钛矿经过以上流程转变为H2TiO3，H2TiO3经过灼烧最后得到TiO2 10.2t，TiO2损失率为________。 4．（2026·山东泰安·二模）纳米由于比表面积大，用于制备锂离子电池正极材料。以软锰矿(含有的氧化物)为原料制备和的工艺流程如下： 已知：25℃时，的，的。 (1)“浸出渣”的主要成分有_______。 (2)“碱化过滤”时，当恰好完全沉淀时(当溶液中为完全沉淀)，溶液中_______(填“>”“<”或“=”)。 (3)“氧化”过程中要严格控制通入空气的时间，理论上生成需要通入空气的体积(标况下)_______。(空气中氧气体积分数按20%计) (4)“水热法”时，温度控制在160℃，反应的离子方程式为_______，“一系列操作”为_______，过滤，洗涤，干燥。 (5)该工艺中可循环利用的物质有_______。 (6)写出制备的化学方程式_______。 5．（2026·湖南衡阳·模拟预测）硼化钛()常用于制备导电陶瓷材料。工业上以高钛渣(主要成分为、、和，还有少量、)为原料制取的流程如下： 已知：①难溶于盐酸，可溶于热的浓硫酸形成； ②高温下的稳定性强于。 请回答下列问题： (1)硼化钛具有空间网状结构，硼化钛能作为磨料的原因是_______。 (2)“筛分”的目的为_______。 (3)“酸解”过程中发生反应的化学方程式为_______。 (4)“水解”时，宜加入_______(填“大量”或“少量”)的水；结合本流程，处理滤液2比较理想的方案是_______。 (5)方案Ⅰ中，加入碳粉的量不宜过多，其原因是_______。 (6)方案Ⅱ中，“高温还原”过程中生成的化学方程式为_______。 (7)用方案Ⅰ制备。已知高钛渣中钛的含量为a%，“电弧炉热还原”时产率为80%，其余步骤损失率共为10%，则2 t高钛渣可制得的质量为_______kg。 20 / 66 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 金属资源的开发与金属材料 内容导航 题型精讲·举一反三 题型01 铜的性质及其用途（结合材料、物质转化、离子方程式） 题型02 铜的冶炼（结合工艺流程、工业制备、地域文化） 题型03 铜的其他化合物（结合实验制备、性质、用途、方程式） 题型04 铜的化合物的制备（结合实验制备、性质探究） 题型05 金属材料的性质及其用途（结合非遗文化、文物） 题型06 铝土矿提取铝（结合工业、铝的冶炼） 题型07 铬及铬的化合物（结合工业、废水处理） 题型08 锰及锰的化合物（结合陌生反应、工业） 题型09 钛及钛的化合物（结合陌生反应、工业情境） 题型10 钴、钒及相应的化合物（结合陌生反应、工业情境） 靶向突破·分层训练 题型精讲·举一反三 题型01铜的性质及其用途 举一反三 【例1】【结合历史文物】（2026·河北张家口·一模）河北博物院馆藏文物众多，全方位揭示了中华文明的深度和广度。下列文物的主要成分属于金属材料的是 A．铜说唱俑 B．双龙钮盖三足石砚 C．松林亭子纨扇 D．天蓝釉唇口盘 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．铜说唱俑主要成分为铜合金，属于金属材料，A正确； B．双龙钮盖三足石砚的主要成分为无机非金属材料，B错误； C．松林亭子纨扇的主要成分为丝绸、竹木等有机材料，C错误； D．天蓝釉唇口盘的主要成分为无机非金属材料，D错误； 故选A。 【变式1-1】【结合物质转化】（2026·重庆·模拟预测）常见含氧酸A有如下转化关系，C为红棕色气体。下列说法错误的是 A．C为酸性氧化物 B．单质分别与金属、反应，生成产物的阴阳离子个数比相同 C．D与铁能发生置换反应 D．足量的铜与的浓溶液反应，能得到、的混合物 【答案】A 【分析】C为红棕色气体，且由含氧酸A光照分解产生，C是，A是，硝酸分解的化学方程式为：，B是氧气（），D是水（）。C（）与D（）反应生成A（）和E。反应方程式为：。因此，E是一氧化氮（）。 【详解】A．由分析可知，C是。酸性氧化物的定义是与碱反应只生成对应盐和水的氧化物。与碱反应（）会生成硝酸盐和亚硝酸盐：，该反应是氧化还原反应，因此，不是酸性氧化物，A错误； B．由分析可知，B是。Na与常温下生成（氧化钠），加热生成（过氧化钠）。中阴离子是，阳离子是，个数比为。中阴离子是，阳离子是，个数比为。Li与反应通常只生成，阴离子是，阳离子是，个数比为。无论哪种情况，阴阳离子个数比均为 ，B正确； C．D是。在高温条件下，铁能与水蒸气发生置换反应：，C正确； D．A是。铜与浓硝酸反应：，生成（即C）。随着反应进行，硝酸浓度变稀，铜与稀硝酸反应：，生成（即E）。因此最终气体产物既有也有，D正确； 故选A。 【变式1-2】【结合离子方程式】（2026·贵州黔西南·二模）下列有关铜元素转化的离子方程式书写正确的是 A．向稀硫酸中加入铜粉： B．将一小块钠投入溶液中： C．用溶液腐蚀印刷电路板： D．向含、的溶液中加入过量浓氨水，使与分离： 【答案】C 【详解】A．在金属活动性顺序中铜位于氢之后，铜与稀硫酸不发生反应，原离子方程式违背客观反应事实，不存在对应的离子方程式，A错误； B．钠投入硫酸铜溶液时，钠会先和水发生反应生成氢氧化钠与氢气，氢氧化钠再和铜离子结合生成氢氧化铜沉淀，不会直接置换出铜单质，正确离子方程式为，B错误； C．氯化铁溶液腐蚀铜制电路板时，具备氧化性，能将Cu氧化为，自身被还原为，给出的离子方程式原子、电荷均守恒，符合实际反应，C正确； D．向铜离子溶液中加入过量浓氨水，先生成氢氧化铜沉淀，沉淀会继续与过量氨水反应生成四氨合铜配离子，正确离子方程式为，D错误； 故选C。 【变式1-3】（2026·重庆·二模）人工智能产业发展迅猛，下列其产业链中所涉及的物质为合成高分子材料的是 A．光刻气：氩氖混合气 B．印制电路板基材：特种环氧树脂 C．芯片散热材料：纳米级铜箔 D．半导体衬底材料：氮化镓 【答案】B 【详解】A．氩氖混合气属于无机气体混合物，不属于合成高分子材料，A不符合题意； B．由两种单体聚合而成的高分子共聚物，常摘取两单体的简称，后缀“树脂”两字以命名。环氧树脂是含有两个或两个以上环氧基团的高分子聚合物，故特种环氧树脂属于合成高分子材料，B符合题意； C．纳米级铜箔是金属铜单质，属于金属材料，不属于合成高分子材料，C不符合题意； D．氮化镓属于新型无机非金属材料，不属于合成高分子材料，D不符合题意； 故选B。 知识总结 1．金属材料：纯金属和合金； 2．铜的物理性质及其用途 颜色状态：纯铜是紫红色金属；黄铜（Cu-Zn）、青铜（Cu-Sn）均为铜合金； 常温下固体，有金属光泽，具有良好的导电性，可作导电材料；具有导热性、延展性； 对应用途： 电线、电缆、电路板、导电母线—导电性 铜锅、铜散热器、导热管道—导热性 铜箔、铜线、铜工艺品—延展性 装饰、乐器（铜管乐器—金属光泽 3．铜的化学性质 （1）与氧气反应 潮湿空气中，铜与空气中的氧气、二氧化碳和水反应生成碱式碳酸铜，化学方程式为：2Cu + O2+H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO3 （2）与酸反应：与稀盐酸、稀硫酸不反应； ①与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、SO2和水，化学方程式为：； ②与硝酸反应：；； （3）与氯化铁溶液反应，用于腐蚀印刷电路板：； 题型02铜的冶炼 举一反三 【例2】【结合工艺流程】（2025·浙江湖州·一模）某绿色化学工艺可从铜冶炼烟尘(主要含单质S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅，部分流程如下： 已知：分解温度CuO1100℃，560℃，680℃，高于1000℃。下列说法不正确的是 A．焙烧的适宜温度可控制在600℃左右 B．焙烧过程中气化，单质S转化为 C．固体3主要成分为和 D．采用电化学法或置换法可实现从溶液2中回收Cu 【答案】C 【分析】 原料铜冶炼烟尘成分：单质、、、、，各步骤分析如下：焙烧时，沸点低，气化为气态进入气体1；单质与氧气反应生成，也进入气体1；根据硫酸盐分解温度，控制焙烧温度在，使分解为，而、不分解，留在固体1中；气体1冷凝后，凝华为固体分离回收，剩余气体（气体2）进入制酸系统制硫酸；固体1中的可溶于水，水浸后进入溶液1可回收锌，不溶的、留在固体2中；固体2加酸酸浸，与酸反应生成可溶性铜盐进入溶液2，不溶于酸，成为固体3，溶液2可提取回收铜。 【详解】A．已知分解温度为，分解温度为，分解温度高于，控制温度在左右时，分解为，、不分解，同时气化分离，符合工艺要求，A正确； B．进入气体1，说明焙烧时气化；单质S焙烧时与氧气反应生成，进入气体2可用于制酸，B正确； C．可溶于水，在水浸步骤中已经溶解进入溶液1；固体2为和不溶于水的，酸浸时和酸反应进入溶液2，不溶，因此固体3只有，不含，C错误； D．溶液2中含有，可以用电化学电解法，或活泼金属置换法回收单质Cu，D正确； 故选C。 【变式2-1】【结合工业制备】（2026·辽宁鞍山·二模）下列有关工业生产的表述正确的是 A．硝酸工业获得NO： B．硫酸工业获得： C．工业精炼铜： D．工业制硅： 【答案】B 【详解】A．硝酸工业采用氨的催化氧化法制备NO，和放电生成NO的反应能耗过高，不适用于工业生产，A错误； B．硫酸工业以硫磺为原料时，可通过硫单质与氧气点燃反应制得，反应原理符合工业生产实际，B正确； C．工业精炼铜采用电解法，以粗铜为阳极、纯铜为阴极、铜盐溶液为电解液，不使用铁置换铜的反应，C错误； D．工业制硅时高温下碳过量，反应生成CO而非，正确反应为，D错误； 答案选B。 【变式2-2】（2026·湖南永州·二模）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及、的硫酸盐)中高效回收砷、铜和锌的绿色工艺，部分流程如下： 已知：①沸点：；；。 ②分解温度：  ；  560℃；  680℃。 下列说法错误的是 A．流程中M是 B．“焙烧”时控制的温度范围为 C．“操作a”是蒸发结晶 D．从浸出液得到Cu的方法可为湿法炼铜或电解法 【答案】C 【分析】由题给流程可知，铜冶炼烟尘在焙烧，将硫单质转化为二氧化硫，三氧化二砷转化为气体，硫酸铜受热分解转化为氧化铜，硫酸锌不反应；焙烧得到的烟气经冷凝分离得到三氧化二砷固体M和二氧化硫气体；二氧化硫气体在制酸系统中转化为硫酸；焙烧渣经水浸、过滤得到硫酸锌溶液和滤渣；滤渣经硫酸溶液酸浸、过滤得到含有硫酸铜浸出液；浸出液经处理得到铜。 【详解】A．由分析，流程中M是，A正确； B．由流程和题中分解温度数据可知，焙烧后三氧化二砷转化为气体，硫酸铜分解为氧化铜固体，硫酸锌不反应，两者进入焙烧渣，则“焙烧”时控制的温度范围为，B正确； C．直接蒸发结晶会促进锌离子水解生成氢氧化锌，“操作a”是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，C错误； D．浸出液中含硫酸铜，得到Cu的方法可为湿法炼铜或电解法，D正确； 故选C。 【变式2-3】【结合地域文化】（2026·江西新余·一模）江西素有“物华天宝、人杰地灵”的美誉，下列有关说法错误的是 A．“中国板鸭之乡”——赣县，制作板鸭时不能使用亚硝酸钠作食品添加剂 B．“分宜洋江赛龙舟”——分宜，制作龙舟的木材属于纤维素，是有机物 C．中国铜都——德兴，早在唐宋年间已使用了湿法炼铜的技术炼铜 D．新余特产——腐乳，其发酵过程涉及蛋白质的降解 【答案】A 【详解】A．亚硝酸钠在国家安全标准限定用量内，可合法作为肉制品的护色剂、防腐剂使用，并非完全禁止使用，A错误； B．木材主要成分为纤维素（天然高分子有机物），属于有机物，B正确； C．湿法炼铜（如胆铜法：）在唐宋时期已有明确记载（如《浸铜要略》），C正确； D．腐乳发酵过程中，微生物产生的蛋白酶会将大豆中的蛋白质降解为小分子多肽、氨基酸，发酵过程涉及蛋白质的降解，D正确； 故选A。 知识总结 铜的冶炼： （1）工业上主流方法为火法炼铜，辅以湿法炼铜、生物炼铜，最终通过电解精炼得到高纯度精铜，主要流程如下：铜冶炼烟尘（主要含S、 及 、 的硫酸盐）焙烧分解生成氧化铜，S转化为二氧化硫，二氧化硫用于制备硫酸，硫酸与氧化铜反应得到硫酸铜溶液，通过电解硫酸铜或湿法炼铜得到铜。 （2）湿法炼铜：铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：； （3）电解冶炼铜：：粗铜为阳极，纯铜为阴极，硫酸铜溶液为电解质，构成电解池，电解精炼铜； 阳极氧化：比铜活泼的杂质先被氧化：Zn - 2e- = Zn2+ ；Fe - 2e- = Fe2+；Ni - 2e- = Ni2+、Cu - 2e- = Cu2+； 金、银、铂等不活泼杂质不溶解，随反应脱落沉积在阳极底部，形成阳极泥（可回收贵金属，是金、银的重要来源之一）； 阴极还原：Cu2++2e-=Cu； 题型03 铜的其他化合物 举一反三 【例3】【结合实验制备】（2026·江苏·二模）以铜为原料制备新制悬浊液并检验葡萄糖中的醛基。下列相关实验原理、装置（部分夹持仪器省略）及操作不正确的是 A．装置甲：制备硫酸铜溶液 B．装置乙：过滤出未反应铜单质 C．装置丙：制备悬浊液 D．装置丁：检验葡萄糖中的醛基 【答案】C 【详解】A．铜与稀硫酸与空气中的氧气发生反应，可制得硫酸铜溶液，A正确； B．硫酸铜溶液中不溶物铜单质可通过过滤方法去除，B正确； C．应向过量的氢氧化钠溶液中滴加几滴硫酸铜溶液制备悬浊液，不是少量氢氧化钠溶液，C错误； D．葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液加热发生反应出现砖红色沉淀可检验葡萄糖中的醛基存在，D正确； 故选C。 【变式3-1】（2026·浙江杭州·模拟预测）下列关于的说法不正确的是 A．属于强电解质 B．水溶液呈酸性 C．可用于制备波尔多液 D．元素位于元素周期表区 【答案】D 【详解】A．是可溶性离子化合物，属于盐类，在水溶液中完全电离，属于强电解质，A正确； B．是强酸弱碱盐，发生水解：，水溶液呈酸性，B正确； C．波尔多液是由、熟石灰和水按比例配制的农用杀菌剂，因此可用于制备波尔多液，C正确； D．的价电子排布为，位于元素周期表第ⅠB族，属于ds区，不属于d区，D错误； 故选D。 【变式3-2】【结合矿物颜料】（2026·新疆喀什·二模）宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料(主要成分为)，青色来自蓝铜矿颜料(主要成分为)。下列说法正确的是 A．保存《千里江山图》不需控制温度和湿度 B．孔雀石、蓝铜矿颜料易被空气氧化 C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱 D．中铜的质量分数高于 【答案】D 【详解】A．《千里江山图》的纸质基材易在湿度不适的环境中腐坏，且碱式碳酸盐颜料受热易分解，因此保存需要控制温度和湿度，A错误； B．两种颜料成分中Cu为+2价、C为+4价、O为-2价、H为+1价，均处于稳定价态，不易被空气氧化，B错误； C．两种颜料均为碱式碳酸盐，可与酸发生反应，不耐酸，C错误； D．孔雀石：，蓝铜矿：， 因此中铜的质量分数更高，D正确； 故选D。 【变式3-3】【结合方程式】（2026·陕西商洛·二模）解释下列实验现象或事实的离子(或化学)方程式正确的是 A．覆铜板制作印刷电路板： B．向H2S溶液中加入CuSO4粉末，出现黑色浑浊： C．铁经过发蓝处理形成致密氧化膜：(浓) D．CuCl2浓溶液稀释，绿色溶液变蓝： 【答案】D 【详解】A．覆铜板制作印刷电路板，铜不能置换出单质铁，正确的离子方程式为，A项错误；　 B．向溶液中加入粉末，产生黑色沉淀CuS，为弱电解质不能拆分，反应的离子方程式为，B项错误；　 C．铁经过发蓝处理形成的致密氧化膜是，C项错误； D．在浓的溶液中可形成黄色的，加水稀释后溶液呈蓝色，是由于形成蓝色的，发生反应的离子方程式为，D项正确。 故选D。 方法总结 铜的其他化合物 （1）CuO：制铜盐、氧化剂、玻璃着色剂； （2）Cu2O：砖红色沉淀，不溶于水； （3）CuSO4（无水白色，五水合硫酸铜蓝色），其水溶液呈酸性，用途：检验水蒸气、配制波尔多液、泳池杀菌、电镀液原料； （4）Cu(OH)2：检验醛基（斐林试剂）、制铜盐； （5）碱式碳酸铜受热易分解；碱式碳酸铜为铜器锈蚀产物，可酸洗除去； （6）Cu[(NH3)4]SO4中Cu2+为中心离子，NH3为配体，提供孤电子对形成配位键； 题型04 铜的化合物的制备 举一反三 【例4】【结合实验制备】（2026·浙江·二模）研究小组制备CuCl，用于制备氯苯，该小组设计的主要制备流程如下图所示，已知CuCl在空气中易被氧化，可溶于浓盐酸中。下列说法不正确的是 A．反应过程中可采用水浴加热 B．混合搅拌时，可通过蓝色是否褪去来初步判断反应是否完成 C．步骤Ⅰ过滤时要保证沉淀表面有溶液覆盖，以避免其被氧化而变质 D．最终的氯苯粗产品中含有的苯酚杂质，可用浓溴水除去苯酚杂质 【答案】D 【分析】工艺流程中通过以过量亚硫酸氢钠、氢氧化钠、氯化钠及硫酸铜在条件下，混合搅拌，过滤、洗涤、干燥得到；得到的溶于盐酸与在下，生成氯苯，以此进行分析； 【详解】A．整个流程中反应温度为，低于，水浴加热受热均匀、温度易控，适合该反应，A正确。 B．反应物中电离出的为蓝色，反应完全后全部转化为沉淀，蓝色消失，因此可通过蓝色是否褪去初步判断反应是否完成，B正确； C．已知在空气中易被氧化，过滤时沉淀表面覆盖溶液可以隔绝空气，防止被氧气氧化变质，C正确； D．苯酚与浓溴水反应生成的三溴苯酚，三溴苯酚不溶于水易溶于氯苯，且溴也会溶于氯苯，无法除去杂质，还会引入新杂质，因此不能用浓溴水除杂，D错误； 故选D。 【变式4-1】（2026·河南开封·模拟预测）向溶液中加入浓溶液，制得悬浊液，向悬浊液中通入产生大量白色沉淀A，过滤，测得滤液的pH约为3.取洗涤后的白色沉淀A进行如下实验： 查阅文献：溶液中呈无色，易被氧化为。 下列叙述错误的是 A．滤液的pH约为3与过量有关 B．为使后续实验现象明显，过程①中的氨水要过量 C．过程③中有配位键的断裂与形成 D．溶液中通入也能产生白色沉淀A 【答案】D 【分析】白色沉淀A加氨水先得无色溶液，静置后变蓝色结合文献信息：溶液中（亚铜氨络离子）呈无色，易被氧化为蓝色的（铜氨络离子），说明沉淀A中含有（亚铜离子）；实验③加稀硝酸和溶液，生成白色沉淀B，稀硝酸会将氧化为，同时沉淀A中的阴离子被释放；加入生成白色沉淀，说明沉淀A中含有（氯离子），白色沉淀B为；实验④加无明显现象说明沉淀A中不含（硫酸根）和（亚硫酸根），因为它们与会生成沉淀，综上白色沉淀A是氯化亚铜（）。 【详解】A．若不足，剩余的会中和反应生成的，溶液pH不会为3；过量时，除反应生成的强酸外，过量与水反应生成，使溶液pH降低到3，故滤液pH约为3与过量有关，A正确； B．过程①氨水过量才能保证CuCl完全溶解，形成无色，使后续静置被氧化为蓝色的现象更明显，B正确； C．过程③中，蓝色溶液中的与足量反应时，Cu-N配位键断裂，解离出的与形成水合铜离子的配位键，存在配位键的断裂与形成，C正确； D．白色沉淀A为CuCl，溶液中无，通入时即使被还原为，也会发生歧化反应生成Cu和，无法生成CuCl沉淀，D错误； 故答案选D。 【变式4-2】（2026·广西河池·一模）氧化亚铜为砖红色粉末状固体，可用作陶瓷和搪瓷的着色剂。为探究的性质，进行如下实验： I.取少许加入到试管甲，滴加过量溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为红色沉淀，溶液显浅蓝色；倾去溶液，滴加浓硝酸，沉淀逐渐消失，产生红棕色气体。 Ⅱ.另取等量少许加入到试管乙，滴加过量氨水并充分振荡，沉淀逐渐溶解，溶液颜色为无色；静置一段时间后，溶液颜色变为深蓝色。 下列说法错误的是 A．实验I中生成的红色沉淀为金属 B．实验I、Ⅱ不能说明为两性氧化物 C．实验I中沉淀的变化均体现了的氧化性 D．深蓝色是由于存在，中含有的化学键为配位键和共价键 【答案】C 【详解】A．在酸性条件下发生歧化反应，生成的红色沉淀为金属，A正确； B．两性氧化物的定义是与酸、碱反应均只生成盐和水，实验I中反应有单质及氮的还原产物生成，实验Ⅱ中反应生成配合物，不符合两性氧化物的反应特征，不能说明为两性氧化物，B正确； C．实验I中第一步转化为沉淀的反应中，仅提供酸性环境，未体现氧化性，只有第二步与浓硝酸反应时硝酸体现氧化性，并非所有沉淀变化都体现硝酸的氧化性，C错误； D．无色的被空气中氧化为深蓝色的，配离子中内部为共价键，与之间为配位键，D正确； 故选C 【变式4-3】（2026·重庆·模拟预测）废铜回收利用率，大体上反映了一个国家铜的再生水平，用废铜屑制备甲酸铜是回收铜的一个重要途径。 已知：甲酸铜常温常压下稳定，可溶于水，难溶于乙醇。 (一)甲酸铜的制备 (1)制取硫酸铜晶体：废铜屑经处理后加入一定的试剂可得到硫酸铜晶体。请从下列给出的试剂中选择最佳的反应试剂或试剂组合___________(填序号)。 ①浓硫酸    ②浓硝酸    ③双氧水    ④稀硫酸 (2)制取碱式碳酸铜：称取和在研钵中磨细混匀后加入近沸腾的蒸馏水中。 ①为了防止暴沸，搅拌下加入混合物的方式为：___________(“一次加入”或“分批加入”)；写出反应的离子方程式___________； ②需略过量的原因一方面是为了提高硫酸铜的利用率，另一方面是因为___________。 (3)在接近沸腾下加热搅拌几分钟并静置后，用倾析法(如图)分离、洗涤沉淀。倾析法适用于分离出沉淀颗粒密度___________(填“较大”或“较小”)的物质。 (4)将碱式碳酸铜加入蒸馏水，搅拌加热至约50℃，逐滴加入适量甲酸至沉淀刚好完全溶解，再将溶液蒸发，冷却，减压过滤，用少量___________洗涤晶体两次，抽干称重。 (二)甲酸铜晶体组分测定(已知：杂质不含铜元素) (5)结晶水的测定：称取产物放入称量瓶，置于烘箱内在110℃加热，再放于仪器a(见图)中冷却至室温后称量。重复上述操作直到恒重得固体质量为0.8900g。仪器a的名称是___________。 (6)铜含量的测定：已知有色溶液所呈现的颜色是由于溶质对光的选择性吸收所致。利用物质对一定波长光的吸收程度(吸光度)来测定物质含量(定量分析)的方法，称为分光光度法。称取产物加入蒸馏水，使其完全溶解。取配制的溶液于100ml容量瓶中，加入少量氨水，用蒸馏水稀释至刻度并摇匀。在波长610nm下测定溶液的吸光度。已知吸光度与标准溶液的浓度关系如下表： 编号 不同浓度的标准溶液 样品 1 2 3 4 5 6 浓度 0.0008 0.0016 0.0024 0.0032 0.0040 吸光度 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.25 ①不用标准溶液而用标准溶液进行分光光度计测定的原因为___________。 ②根据(5)(6)的数据可求得甲酸铜晶体的化学式为___________。 【答案】(1)③④ (2) 分批加入 受热易分解且需保持碱性环境生成碱式碳酸铜 (3)较大 (4)乙醇 (5)干燥器 (6) 控制，避免水解生成沉淀；把转化为深蓝色、性质稳定的铜氨配离子，提高测定灵敏度与准确性(答到颜色/稳定性/避免生成任两点即可) 【详解】（1）Cu和稀硫酸不反应，和浓硫酸、浓硝酸反应会生成有毒气体SO2、NO2，不环保，H2O2具有氧化性，在稀硫酸存在时，可发生反应：，产物无污染，所以最佳组合是③④； （2）①为防止暴沸，应分批加入混合物；CuSO4和NaHCO3反应生成碱式碳酸铜、CO2和水，反应式为： ②NaHCO3略过量，除了提高CuSO4 利用率，还因为NaHCO3受热易分解且需保持碱性环境生成碱式碳酸铜； （3）倾析法适用于分离沉淀颗粒较大的物质，这类沉淀容易沉降在容器底部，便于倾出上层清液； （4）已知甲酸铜可溶于水，难溶于乙醇，所以用少量乙醇洗涤晶体，可减少晶体的溶解损失； （5）仪器是干燥器，用于在加热后冷却样品，防止样品吸收空气中的水蒸气，保证恒重结果准确； （6）①在水溶液中颜色较浅，吸光度低，测定误差大；而是深蓝色络离子，颜色深，吸光度高，测定灵敏度高，误差小，同时控制，避免水解生成沉淀； ②根据(5)的数据，结晶水的质量为1.25g-0.89g=0.36g，n(H2O)=0.02mol；根据(6)表格数据，可知吸光度与浓度成正比，样品吸光度为0.25，可得，得 c=0.0050 mol/L，即100mL容量瓶中浓度为0.0050 mol/L，则100mL原液中Cu2+的浓度为，则n(Cu2+)=；假设甲酸铜为，则=4，甲酸铜为：。 方法总结 铜的化合物的制备： 1．氯化亚铜的制备：过量亚硫酸氢钠、氢氧化钠、氯化钠及硫酸铜在条件下，混合搅拌，过滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜； 2．Cu[(NH3)4](OH)2溶液制备：向硫酸铜溶液中逐滴加入过量的浓氨水，先生成氢氧化铜蓝色沉淀，后沉淀溶解，得到深蓝色溶液；化学方程式为：CuSO4+4NH3·H2O= Cu[(NH3)4]SO4+4H2O； 3．氧化亚铜（Cu2O，砖红色固体）制备 ①醛还原法（最常考）原理（以乙醛为例，碱性条件）：，应用：检验醛基、检测还原糖（斐林试剂）； ②湿法还原：用亚硫酸钠、葡萄糖等温和还原剂还原硫酸铜溶液，工业上用于制备纳米氧化亚铜。 题型05 金属材料的性质及其用途 举一反三 【例5】【结合非遗文化】（2026·广东·一模）岭南非物质文化遗产丰富多彩。下列非遗展品主要材质属于金属的是 A．香云纱 B．龙凤呈祥银壶 C．石湾陶塑 D．梅花坑兰亭砚 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．香云纱的主要材质为蚕丝，属于蛋白质，属于天然高分子材料，不是金属材料，A错误； B．龙凤呈祥银壶主要材质为银，银是一种金属单质，属于金属材料，B正确； C．石湾陶塑主要材质为陶瓷，属于无机非金属材料，不是金属材料，C错误； D．梅花坑兰亭砚主要材质为石材，属于无机非金属材料，不是金属材料，D错误； 故答案选B。 【变式5-1】（2026·广东深圳·模拟预测）表中陈述Ⅰ与Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 黄铜表面有致密的氧化物薄膜 B 酸性：乙酸>丙酸 推电子效应：甲基<乙基 C 工业合成氨需在高温下进行 合成氨反应是放热反应 D 用甲醛与苯酚合成酚醛树脂 甲醛与苯酚间发生加聚反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．黄铜不易产生铜绿是因为合金中锌比铜活泼，发生电化学腐蚀时锌优先被氧化，保护了铜，陈述Ⅱ错误，A不符合题意； B．烷基为推电子基团，推电子效应甲基<乙基，使得乙酸羧基中O-H键极性强于丙酸，更易电离出，故酸性乙酸>丙酸，陈述Ⅰ、Ⅱ均正确且有因果关系，B符合题意； C．合成氨反应为放热反应，高温不利于平衡正向移动，工业选择高温是为了提高反应速率、使催化剂活性达到最佳，二者无因果关系，C不符合题意； D．甲醛与苯酚合成酚醛树脂的反应为缩聚反应，反应过程中会生成小分子水，陈述Ⅱ错误，D不符合题意； 故选B。 【变式5-2】【结合中国文化】（2026·福建厦门·二模）中国旅游标志“铜奔马”底部采取了“铁骨铜皮”的稳定设计。下列说法正确的是 A．Fe位于元素周期表d区 B．“铁骨铜皮”是一种合金 C．湿法炼铜与火法炼铜均为非氧化还原反应 D．“铜奔马”表面呈绿色是因为主要发生了析氢腐蚀 【答案】A 【详解】A．Fe的价电子排布为 ，属于第Ⅷ族元素，位于元素周期表d区，A正确； B．合金是两种或两种以上金属（或金属与非金属）经熔合形成的具有金属特性的物质，“铁骨铜皮”是铁、铜两种材料物理拼接，不属于合金，B错误； C．湿法炼铜是铁置换铜的反应、火法炼铜是还原铜的化合物得到铜单质的过程，二者均有元素化合价变化，都属于氧化还原反应，C错误； D．铜的活泼性弱于氢，无法发生析氢腐蚀，表面绿色是铜在潮湿空气中发生吸氧腐蚀生成碱式碳酸铜导致，D错误； 故答案选A 。 【变式5-3】【结合文物】（2026·广西河池·二模）广西壮族自治区博物馆珍藏的“翔鹭纹铜鼓”是国家级文物，下列关于铜鼓的说法，正确的是 A．铜鼓的主要材料为铜合金，其硬度和熔点均高于纯铜 B．铜鼓表面的绿色铜锈主要成分为碱式碳酸铜，可用稀硝酸长时间浸泡去除 C．铜鼓长期暴露在潮湿空气中会发生电化学腐蚀，应置于干燥环境保存 D．铜鼓铸造过程中使用的铜合金，属于新型无机非金属材料 【答案】C 【详解】A．合金的硬度高于纯铜，但熔点低于纯铜，A错误； B．稀硝酸可与铜单质反应，长时间浸泡会腐蚀铜鼓本体，不能用该方法去除铜锈，B错误； C．潮湿空气中存在电解质水膜，铜鼓会发生电化学腐蚀，置于干燥环境可阻断腐蚀发生的条件，起到保护作用，C正确； D．铜合金属于金属材料，不属于新型无机非金属材料，D错误； 故选C。 知识总结 金属材料：纯金属和合金； 铁合金（目前用量最大、用途最广的合金）：生铁和钢； 纯铝：密度小、导电性优良、表面易形成致密氧化膜而抗腐蚀，但质地软、强度低； 硬铝（Al-Cu-Mg-Mn-Si），强度高、密度小，铝抗腐蚀不是因为化学性质不活泼，而是表面生成致密的氧化铝薄膜阻止内部继续反应； 青铜（Cu+Sn），耐磨、耐腐蚀、铸造性好，例如：古代青铜器、轴承、齿轮； 黄铜（Cu+Zn），硬度大、易加工、外观金黄，例如：水管阀门、乐器、五金首饰； 白铜（Cu+Ni），银白色、抗腐蚀、延展性好，例如：精密仪器、医疗器械、钱币； 钛和钛合金：熔点高、密度小、强度高、抗腐蚀性远优于不锈钢、生物相容性极好； 题型06 铝土矿提取铝 举一反三 【例6】【结合工业】（2026·北京东城·一模）金属铝的生产原理示意图如下。 注：熔点为2050℃ 下列说法不正确的是 A．过程①中的主要反应： B．溶液2与反应后的滤液可用于过程① C．过程③中利用了硫酸的酸性和氧化性 D．能降低熔融所需温度，减少能耗 【答案】C 【分析】铝土矿(主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3)，加入NaOH溶液溶解后，滤渣为Fe2O3，滤液为Na[Al(OH)4]溶液，通入CO2生成Al(OH)3，过滤，滤液主要为碳酸氢钠溶液，滤渣为Al(OH)3，灼烧后得到Al2O3，氟化钙加入稀硫酸反应得到氟化氢，再经过一系列反应得到，加入在熔融状态下电解Al2O3，得到Al和氧气。 【详解】A．由分析可知，加入NaOH溶液后，与氧化铝反应生成Na[Al(OH)4]，反应的离子方程式为，A正确；   B．溶液2为碳酸氢钠溶液，与反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，滤液含氢氧化钠可用于过程①，B正确；   C．过程③中氟化钙加入硫酸反应得到氟化氢：，没有化合价变化，没有发生氧化还原反应，利用了硫酸的酸性，C错误；   D．熔点为2050℃，加入后电解时熔融温度为970°，所以加入能形成低熔点共熔物，降低熔融所需温度，减少能耗，D正确；   故选C。 【变式6-1】【结合工业】（2026·山东泰安·一模）下列化学工艺流程不可行的是（部分反应条件省略） A． B． C．从海带中提取单质碘：取样→灼烧→浸取→过滤→萃取→反萃取→过滤 D．铝土矿 【答案】C 【详解】A．FeS2在高温下与O2反应生成SO2，SO2进一步氧化生成SO3，SO3与水反应生成H2SO4，这是工业制硫酸的标准流程，A正确； B．AgNO3与氨水反应形成[Ag(NH3)2]+络离子，该络离子在葡萄糖作用下经水浴加热还原得到单质Ag，这是银镜反应的原理，B正确； C．从海带提取碘的流程中，灼烧后浸取得到含I-的溶液，但萃取步骤需要碘以I2分子形式存在，此处缺少将I-氧化为I2的关键步骤（如加氧化剂），因此无法直接萃取碘单质，流程不可行，C错误； D．铝土矿用过量NaOH溶液溶解得到Na[Al(OH)4]溶液，过滤除去杂质后通入CO2生成Al(OH)3沉淀，过滤后煅烧得Al2O3，再经电解（冰晶石作助熔剂）得到Al，这是工业制铝的主要流程，D正确； 【变式6-2】【结合工业】（2026·山东·模拟预测）废耐火砖中富含MgO、和Cu等，其资源化回收金属元素的一种工艺流程如图。 下列说法错误的是 A．“气体X”为 B．“滤液Ⅱ”处理后可返回“加压氨浸”操作单元中 C．“滤渣Ⅱ”主要为含铜氧化物 D．“水萃”后Mg元素主要存在于“滤液Ⅲ”中 【答案】D 【分析】该资源化回收流程针对富含、、的废耐火砖，首先通入氧气加压氨浸，Cu被氧化后形成氨配合物进入滤液I，、留在滤渣I中被分离；滤液I经加热煮沸，得到含氨的滤液Ⅱ，可返回加压氨浸工序循环利用，同时分离出含铜产物滤渣Ⅱ；滤渣I与纯碱在下熔融反应，转化为可溶性铝酸钠，之后经水萃取，不溶的留在滤渣Ⅲ中，铝酸钠进入滤液Ⅲ；最后向滤液Ⅲ中通入气体沉铝，最终分离得到碳酸钠与铝的沉淀产物，完成三种金属的分离回收。 【详解】A．“气体X”为，纯碱在高温熔融时，会与滤渣I中的反应生成和，A正确； B．“滤液Ⅱ”处理后可返回“加压氨浸”操作单元中加压氨浸的目的是溶解铜，滤液Ⅱ的主要成分为氨水，回收后可循环利用，B正确； C．“滤渣Ⅱ”主要为含铜氧化物加压氨浸时，Cu在和氨水作用下形成铜氨络合物进入滤液Ⅰ；滤渣Ⅰ主要含MgO、，经纯碱熔融后，转化为可溶性盐，水萃后进入滤液Ⅲ，滤渣Ⅱ主要为含铜氧化物，C正确； D．“水萃”后Mg元素主要存在于“滤渣Ⅲ”中而非滤液Ⅲ，D错误； 故选D。 【变式6-3】【结合工业】（2026·北京海淀·二模）一种从粉煤灰(主要成分为，含少量、、)中获得的流程如下图。 已知：焙烧过程中几乎不发生反应，、、转化为相应的硫酸盐。 下列说法不正确的是 A．浸出环节无法将Ca元素除尽 B．由分步沉淀可推测 C．母液经处理后得到的可循环利用 D．获得的反应为 【答案】B 【分析】首先将粉煤灰与硫酸铵混合送入焙烧炉共焙烧，杂质不参与反应，、、均转化为硫酸盐；焙烧产物移入浸出池加稀硫酸浸出，留在酸浸渣中被除去，滤渣中还有；金属硫酸盐进入浸出液。 随后通过两次沉淀池分步除杂：沉淀池1调pH先沉淀出除去铁杂质，沉淀池2沉淀出，最终焙烧分解得到产品，母液回收的硫酸铵可返回焙烧炉循环使用。 【详解】A．焙烧生成的微溶于水，稀硫酸浸出时部分会残留于溶液中，无法将Ca元素完全除去，A正确； B．分步沉淀中优先形成沉淀，说明相同条件下溶解度更小，同构型氢氧化物溶度积越小溶解度越小，故，B错误； C．沉淀池2中沉淀后，母液主要成分为，可返回焙烧炉1循环利用，C正确； D．高温煅烧分解生成和，反应方程式为，D正确； 故选B。 知识总结 铝土矿提取铝工艺流程： 铝土矿(主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3)，加入NaOH溶液溶解后，滤渣为Fe2O3，滤液为Na[Al(OH)4]溶液，通入CO2生成Al(OH)3，过滤，滤液主要为碳酸氢钠溶液，滤渣为Al(OH)3，灼烧后得到Al2O3，氟化钙加入稀硫酸反应得到氟化氢，再经过一系列反应得到，加入在熔融状态下电解Al2O3，得到Al和氧气。 题型07 铬及铬的化合物 举一反三 【例7】【结合工业】（2026·湖南岳阳·一模）金属铬(Cr)常用于制造不锈钢和仪器仪表的金属表面镀铬。由(亚铬酸亚铁)制备Cr的流程如下。下列说法错误的是 A．若要在金属表面镀铬，应该将待镀金属作阴极 B．反应①中发生的反应是 C．反应②可以用浓盐酸代替稀硫酸，反应速率更快 D．反应④中的Si可以用Al来代替作还原剂置换Cr 【答案】C 【分析】反应①为：4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2=2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2↑，反应②为：2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O，反应③为：Na2Cr2O7+2CCr2O3+Na2CO3+CO↑，反应④为3Si+2Cr2O34Cr+3SiO2，据此分析； 【详解】A．电镀时，待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，电解液含镀层金属阳离子，镀铬时待镀金属作阴极符合电镀原理，A正确； B．据分析，反应①，B正确； C．酸性条件下价（）具有强氧化性，会氧化浓盐酸中的生成有毒的，不能用浓盐酸代替稀硫酸，C错误； D．Al是活泼金属，还原性强于Cr，可以通过铝热反应还原置换出，可以代替作还原剂，D正确； 故选C。 【变式7-1】【结合废水处理】（25-26高三上·黑龙江·阶段检测）重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。某化工厂处理含有的废水并回收利用Cr元素制备的流程如图所示，已知属于两性氢氧化物。下列说法错误的是 工业废水 A．的作用是还原剂 B．用可代替，离子方程式为 C．为使充分沉淀，调pH时应加入过量的NaOH溶液 D．利用铝热法，可将转化为Cr 【答案】C 【分析】作还原剂将工业废水中的还原为，再调pH使转化为沉淀，灼烧得到。 【详解】A．NaHSO3将中的Cr(VI)还原为Cr3+，发生氧化还原反应，NaHSO3作还原剂，A正确； B．H2O2具有还原性，可替代NaHSO3将还原为Cr3+，所给离子方程式原子和电荷守恒，符合反应原理，B正确； C．Cr(OH)3为两性氢氧化物，过量NaOH会使其溶解生成[Cr(OH)4]-等络合物，导致沉淀不完全，应控制pH在适宜范围，C错误； D．铝热法利用铝的强还原性，可发生反应：Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3，实现Cr2O3向Cr的转化，D正确； 故答案选C。 【变式7-2】（2026·浙江温州·二模）氯铬酸吡啶盐是一种选择性氧化试剂，主要用于醇类的氧化。实验制备过程如下：在CrO3(0.1 mol)与浓盐酸(含0.22 mol HCl)的混合物中，缓慢滴加0.1 mol吡啶，充分反应后，将所得的悬浊液进行过滤、洗涤，然后对产品进行干燥，并称量。 实验装置： 已知：①氯铬酸吡啶盐()：橙黄色固体，受热易分解； ②； ③酸性溶液中：氯铬酸根中Cr-Cl键会发生断裂，释放出Cl-。 请回答： (1)可用于本实验尾气吸收是___________。 A． B． C． D． (2)冰水浴的目的是___________。 (3)下列操作正确的是___________。 A．缓慢滴加吡啶是为了控制反应速率 B．用滤液洗涤残留在烧瓶中的固体，可提高产品产率 C．过滤后的滤液经中和后可直接排放 D．将产品结构中N位上的H原子替换为正丁基，则有利于其在醇类物质中的溶解 (4)产品纯度测定：常采用氧化还原滴定法测定Cr(Ⅵ)元素。不采用沉淀滴定法测定Cl元素，可能的原因是___________。 (5)将含0.1 mol HCl的盐酸与0.1 mol吡啶()混合，得到1 L吡啶盐酸盐溶液。计算此溶液的pH=___________。 【答案】(1)BD (2)减少挥发、防止产物分解、温度过高局部反应过热等；低温促进晶体析出 (3)ABD (4)产品中可能混有，导致氯元素偏高 (5)3.1 【分析】和反应时，铬酐接受，形成氯铬酸；氯铬酸解离成和氯铬酸根，吡啶中N原子有一对孤对电子，可以和的空轨道形成配位键，生成吡啶阳离子；该离子与氯铬酸根靠静电作用结合形成氯铬酸盐，该物质在盐酸存在的条件下，低温时溶解度低，可以析出晶体。 【详解】（1）本实验尾气含挥发出来的，极易溶于水，吸收时需要防倒吸： A．导管直接插入水中，会发生倒吸，A不选； B．倒扣漏斗可以防倒吸，能吸收，B选； C．苯密度比水小在上层，导管伸入下层水，会发生倒吸，C不选； D．四氯化碳密度比水大在下层，导管伸入四氯化碳，不溶于四氯化碳，逸出后被上层水吸收，同时能防倒吸，D选； 答案选BD。 （2）低温可以减少HCl的挥发；已知氯铬酸吡啶盐受热易分解，冰水浴降温可避免产物分解、防止局部反应过热；同时低温能降低产品溶解度，有利于产品结晶析出；提高产率。 （3）A．缓慢滴加吡啶可以控制反应物浓度，控制反应速率，避免反应放热温度升高，A正确； B．滤液已经是产品的饱和溶液，用滤液洗涤残留固体，不会溶解损失产品，还能回收残留产品，提高产率，B正确； C．滤液中含有毒的六价铬离子，中和后也不能直接排放，C错误； D．H替换为正丁基后，根据相似相溶原理，分子的疏水性增强，更易溶于醇类有机溶剂，D正确； 答案选ABD。 （4）根据题给已知③“酸性溶液中氯铬酸根中的键会发生断裂释放出”，会使产品中可能混有CrCl3或总量大于产品实际的量，导致测定结果不准确。 （5）和0.1 mol吡啶混合，恰好生成的吡啶阳离子，已知吡啶阳离子的电离平衡：，对于弱酸，，很小，因此： 代入数据得：，故。 【变式7-3】（2026·上海徐汇·二模）三氧化钼()广泛应用于化工、催化剂、钢铁等行业。一种利用钼精矿(主要成分为，其中S元素为-1价)制备的工艺流程如下图所示。 已知：Mo元素在不同pH的溶液中主要存在形态如下表。 pH <3 3～6 6～9 >9 溶液中的存在形式 钼酰正离子 八钼酸根 七钼酸根 钼酸根 (1)钼元素位于元素周期表第5周期第6族，其基态原子的价层电子排布为___________。 A． B． C． D． (2)“氧化浸出”溶液中含有、、NaCl。反应消耗NaClO与的物质的量之比为___________。 (3)工业上也可以采用煅烧钼精矿将转化为，对比“煅烧法”，列举两条“氧化浸取”法的优势___________。 “离子交换”步骤中选用D296负离子交换树脂()，它能选择性的吸附含钼离子，吸附原理为(含钼离子)。 (4)流程中“离子交换”步骤的目的是___________。 (5)溶液pH对钼元素的吸附率存在显著影响，当时，用离子交换法提钼率明显下降的可能原因是___________。 (6)检验钼酸盐中正离子的方法为___________。 钼精矿中铁元素含量可以用重铬酸钾滴定法测定，测定步骤如下。 ⅰ．称取0.200 g钼精矿样品，加入饱和溶液，加热，充分溶解。除去不溶物后，向滤液中加入足量氨水，生成红褐色沉淀，将沉淀过滤、洗涤。 ⅱ．将红褐色沉淀溶于足量盐酸，完全溶解后滴加溶液，直至黄色恰好消失，再滴加2滴溶液。 ⅲ．向步骤ⅱ溶液中加入溶液，充分混合后静置，滤去不溶物。 ⅳ．向步骤ⅲ的溶液中分别加入少量和，并加水配成100 mL待测液。 ⅴ．取待测液，加入3~5滴二苯胺磺酸钠溶液(作指示剂)，用的溶液进行滴定，扣除空白实验后，平均消耗溶液的体积为。 其中涉及的部分反应如下。 ① ② ③(近无色) ④(浅绿色)(未配平) (7)步骤ⅴ不需要用到的玻璃仪器是___________。 A．滴定管 B．锥形瓶 C．容量瓶 D．胶头滴管 (8)已知二苯胺磺酸钠在还原态时呈无色，氧化态时呈紫色，步骤ⅴ滴定终点的实验现象为___________。 (9)钼精矿样品中铁元素的质量分数为___________。(用、、的代数式表示) (10)下列操作可能导致测定结果偏大的是___________。(不定项) A．滴加溶液的量不足 B．定容时待测液时，仰视容量瓶刻度线 C．使用滴定管时，未用待装液润洗 D．洗涤后的锥形瓶，有少量水残留 【答案】(1)A (2) (3)能耗少，且不会产生污染性气体。 (4)富集钼元素，将钼离子与杂质阴离子分离提纯 (5) 时，Mo以阳离子形式存在，不能被阴离子交换树脂吸附，提钼率下降 (6)取少量钼酸盐于试管中，加入溶液，加热，再将湿润的红色石蕊试纸于试管口，试纸变蓝，则说明阳离子为。 (7)C (8)当滴入最后半滴标准溶液，溶液由浅绿色变为紫色，且半分钟内不恢复 (9)或 (10)AC 【分析】钼精矿加入、氧化浸取，将Mo变为钼酸根，S被氧化为进入溶液。之后加入阴离子交换树脂将含钼的阴离子从水溶液中提取出来，再加调节pH，将钼完全变为。结晶得到其晶体，结晶后的溶液中还有。固体焙烧即可得到。 【详解】（1）Mo位于第5周期第ⅥB族，属于d区过渡元素，价层电子为最外层s层和次外层d层电子，半满结构更稳定，故价层电子排布为。 （2）中Mo为价、S为价，反应后生成（Mo为价）和（S为价），中化合价升高的数值为；（Cl为价）反应后生成（Cl为价），化合价降低2，根据电子守恒，。 （3）煅烧会生成污染空气，且高温煅烧能耗高，氧化浸出为湿法工艺，避免了以上问题。 （4）氧化浸出液中含、、等杂质，阴离子交换树脂选择性吸附含钼阴离子，实现钼的富集和除杂。 （5）根据表格信息，时Mo为阳离子，而该交换树脂只能交换吸附阴离子，因此无法吸附钼，提钼率降低。 （6）钼酸盐主要是，检验其中的阳离子，可取少量加入试管中加碱后加热，使溢出，再把湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝即可说明产生了。 （7）配液定容在步骤ⅳ完成，步骤ⅴ为滴定操作，需要滴定管装标准液、锥形瓶装待测液，胶头滴管滴加指示剂，不需要容量瓶，故选C。 （8）二苯胺磺酸钠还原态为无色，滴定终点时，完全反应，过量的将指示剂氧化为紫色，半分钟不恢复即达到终点。 （9）根据反应关系，滴定待测液消耗，总100 mL待测液中，，样品质量为0.200 g，故质量分数为。 （10）A．不足，剩余的也会消耗，使消耗的偏大，结果偏大，A正确； B．定容仰视刻度线，配得溶液体积偏大，浓度偏小，取待测液中偏小，消耗偏小，结果偏小，B错误； C．滴定管未润洗，标准液被稀释，浓度降低，消耗偏大，结果偏大，C正确； D．锥形瓶有少量水，不影响的总量，对结果无影响，D错误； 答案选AC。 方法总结 1．铬的制备： FeCr2O4与碳酸钠、空气反应生成Na2CrO4，Na2CrO4与稀硫酸反应生成Na2Cr2O7，Na2Cr2O7与C在高温条件下反应生成Cr2O3，Cr2O3与Si在高温条件下反应生成Cr；反应的化学方程式为：①4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2=2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2↑②2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O，③Na2Cr2O7+2CCr2O3+Na2CO3+CO↑，④3Si+2Cr2O34Cr+3SiO2。 2．含铬废水的处理： 工业废水 作还原剂将工业废水中的还原为，再调pH使转化为沉淀，灼烧得到。 题型08 锰及锰的化合物 举一反三 【例8】【结合工业】（2026·湖南怀化·一模）工业上以软锰矿(主要成分为)为原料通过固体碱熔氧化法生产高锰酸钾，主要流程如下。下列说法错误的是 A．“锰酸钾歧化”可以用HCl代替 B．该流程中可循环使用的物质是 C．“结晶”操作与从NaCl溶液中获得NaCl晶体的操作不相同 D．“熔融氧化”应在铁坩埚中进行，陶瓷坩埚或坩埚均不行 【答案】A 【分析】将软锰矿（主要成分为）与KOH和熔融氧化可得，该反应方程式为：，加入蒸馏水浸取可得含有，KCl等溶质的混合溶液。向溶液中通入，发生歧化反应，该反应方程式为，将混合物抽滤后加热浓缩、冷却结晶后过滤可得，据此作答。 【详解】A．歧化过程生成会和HCl发生反应，生成和，影响反应收率，因此不能用HCl代替，A错误； B．由分析可知，在锰酸钾歧化过程中会生成，可以回到“熔融氧化”过程中循环使用，B正确； C．要从NaCl溶液中获得NaCl晶体可直接蒸发结晶。该流程中，要获得需浓缩混合溶液至表面出现晶膜，之后冷却浓缩液获得结晶，避免长时间加热造成分解，二者操作不同，C正确； D．“熔融氧化”过程中存在KOH，会腐蚀陶瓷和氧化铝，因此该操作应该在铁坩埚中进行，不能使用陶瓷坩埚或氧化铝坩埚，D正确； 故答案选A。 【变式8-1】（2026·山东临沂·模拟预测）工业上以软锰矿(主要成分为)为原料通过固体碱熔氧化法生产高锰酸钾，主要流程如图。 已知：“熔融氧化”中发生反应的化学方程式为。 下列说法错误的是 A．“熔融氧化”可在铁坩埚中进行 B．“锰酸钾歧化”中可替换为 C．“抽滤”可加快过滤速度，使固液分离更彻底 D．“锰酸钾歧化”中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 【答案】B 【分析】将软锰矿熔融氧化后水浸，得到锰酸钾溶液，通入CO2调节pH，锰酸钾发生歧化反应生成高锰酸钾和二氧化锰，抽滤，得到的滤渣为MnO2可循环使用，滤液含高锰酸钾，结晶获得固体产品。 【详解】A．“熔融氧化”为强碱性环境，会腐蚀陶瓷坩埚，应在金属坩埚（如铁坩埚）中进行，A正确； B．通入CO2调节溶液pH的目的是使锰酸钾歧化生成高锰酸钾，使用SO2会直接还原锰酸钾，得不到高锰酸钾，B错误； C．“抽滤”利用压强差加快过滤速度，使固液分离更加彻底，C正确； D．歧化反应原理为3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3，氧化产物KMnO4与还原产物MnO2的物质的量之比为2:1，D正确； 故选B。 【变式8-2】（2026·湖南湘潭·二模）一种从湿法炼锌产生的废渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物）中富集回收Co，得到含锰高钴成品的工艺流程如图。 下列说法错误的是 A．滤渣中的物质主要为 B．“氧化”时被氧化的离子为 C．试剂X可以是ZnO或 D．“氧化沉钴”时， 【答案】B 【分析】因为废渣含Pb的单质或氧化物，加入H2SO4后会生成难溶的PbSO4，滤渣中含有PbSO4，滤液中含有Co2+、Zn2+、Fe2+；MnO2在酸性条件下有氧化性，所以该氧化步骤中会将Fe2+氧化为Fe3+；接下来加入试剂X调pH=4使Fe3+沉淀；最后加入KMnO4氧化沉钴，得到MnO2和Co(OH)3。 【详解】A．废渣中含Pb的单质/氧化物，酸浸加入硫酸，Pb与硫酸反应生成难溶于水的，因此酸浸滤渣主要为，A正确； B．酸浸后溶液中以形式存在，本步骤加的目的是将氧化为，方便后续调pH生成沉淀除杂；在本步骤未被氧化，氧化在氧化沉钴时进行，B错误； C．试剂X需要调节pH除去，且不能引入新杂质，、均可与反应升高pH，不会引入新杂质，C正确； D．氧化沉钴中，氧化剂中从价降为产物的价，氧化剂得电子；还原剂从价升为产物的价，还原剂失电子，根据电子守恒得，D正确。 故选B。 【变式8-3】（2026·河北·一模）某种软锰矿中含有的氧化物，一种综合利用该软锰矿的工艺流程如下： 已知：时，的，的。 回答下列问题： (1)“浸出渣”的主要成分有与___________(写化学式)。 (2)“碱化过滤”时，当完全沉淀，溶液中___________(填“>”“<”或“=”)。 (3)“氧化”过程中若通入空气时间过长，的纯度会下降，可能的原因是___________。 (4)“水热法”时，温度控制在，反应的离子方程式为___________，反应后过滤所得滤液可用于制备副产物，写出副产物的一种应用：___________。 (5)在酸性、中性环境下都会被歧化生成和，则“熔融”步骤中应保证原料___________。 (6)“电解”步骤的阳极反应为___________。 【答案】(1) (2)< (3)会进一步被氧化 (4) 作氮肥(或其他合理答案) (5)KOH过量 (6) 【分析】由题干信息可知，软锰矿中含有、和，与浓硫酸反应生成和，不参与反应。的分解温度高于，在焙烧过程中，分解生成和，不发生反应，在后续浸出过程中，溶于水形成溶液，和作为浸出渣被分离。在碱化过滤过程中，与反应生成沉淀，之后经浆化，氧化，过滤烘干等过程转化为。在水热法过程中，被氧化为。在熔融步骤中，和KOH将氧化为等化合物，之后被电解转化为，据此作答。 【详解】（1）由分析可知，浸出渣的主要成分为和； （2）在水溶液中存在溶解平衡：，。在碱化过滤中，被完全沉淀，则有，此时溶液中的浓度。在水溶液中存在电离平衡，，则，； （3）Mn的最高正价为+7价，中Mn为+2价和+3价，处于中间价态，因此具有氧化性也拥有还原性，若氧化时间过长，会被进一步氧化，造成纯度下降； （4）由分析可知，在水热过程中，与发生氧化还原反应，被氧化为，Mn元素从+2价升至+4价，被还原为，存在-O-O-键，-1价O原子得电子生成-2价氧，根据电子守恒和质量守恒可写出离子方程式：；该反应副产物为，可用作氮肥； （5）由题干信息可知，在酸性、中性环境下都会被歧化生成和，因此，若要避免熔融步骤生成副产物，需控制反应体系呈碱性，因此在熔融步骤要保证原料中KOH过量； （6）电解过程中发生氧化反应，生成，是电解池阳极反应。该过程中，Mn元素从+6价升至+7价，结合电子守恒、电荷守恒和质量守恒可写出电极反应方程式：。 技巧点拨 1．高锰酸钾的制备：软锰矿制备高锰酸钾 将软锰矿（主要成分为）与KOH和熔融氧化可得，该反应方程式为：，加入蒸馏水浸取可得含有，KCl等溶质的混合溶液。向溶液中通入，发生歧化反应，该反应方程式为，将混合物抽滤后加热浓缩、冷却结晶后过滤可得，2．锰的氧化物的制备： ①四氧化三锰的制备：与反应生成沉淀，之后经浆化，氧化，过滤烘干等过程转化为； 题型9 钛及钛的化合物 举一反三 【例9】【结合工业生产】（2026·陕西咸阳·三模）钛被誉为“太空金属”与“战略金属”。一种由钛铁矿(主要成分为，其中为+4价)制取金属钛的流程如图所示(反应条件省略)。下列说法错误的是 A．“氯化”时焦炭与物质的量之比为 B．元素Fe、Ti均位于元素周期表的d区 C．消耗单质，理论上可制取金属钛 D．制取金属钛时不能用或代替 【答案】A 【分析】钛铁矿(主要成分为，其中为+4价)，则为价，与焦炭、氯气发生反应：，有毒气体是；在气氛中、℃下与发生反应:，据此分析。 【详解】A．“氯化”时发生的反应为：，焦炭与物质的量之比为，A错误； B．元素Fe、Ti均位于元素周期表的d区，B正确； C．消耗48 g Mg单质，即，由反应可知，可制取金属钛，C正确； D．制取金属钛时或均会与反应，不能用或代替，D正确； 故答案选A。 【变式9-1】【结合方程式】（2026·河南新乡·模拟预测）下列过程对应的方程式错误的是 A．向NaClO溶液中通入少量SO2： B．用TiCl4制备TiO2： C．黑火药爆炸： D．硫化钠溶液久置后出现淡黄色浑浊： 【答案】A 【详解】A．通入少量时过量，反应生成的会与过量结合为，正确的离子方程式为，A错误； B．易水解，加热条件下水解生成沉淀和，B正确； C．黑火药爆炸反应中，、作氧化剂，作还原剂，电子守恒、原子守恒，C正确； D．硫化钠中-2价S具有还原性，久置被空气中氧化为淡黄色S单质，电子守恒、原子守恒，D正确； 故选A。 【变式9-2】（2026·辽宁·二模）钛在航空航天、舰船制造、冶金、医疗等方面有广泛的应用，可利用钛铁矿(主要成分为，还含有少量、等杂质)来制备金属钛(海绵钛)和锂离子电池的电极材料，工艺流程如下： 已知：①“酸浸”后，钛主要以形式存在。 ②溶液中离子浓度时可认为该离子沉淀完全。 ③、、、。 回答下列问题： (1)“滤液①”中主要金属阳离子有___________。 (2)“水解”时需加水稀释、加热并控制不超过2，生成的离子方程式为___________，控制的目的是___________。 (3)“氯化”过程中还会生成一种可燃性无色气体，反应的化学方程式为___________。 (4)制备海绵钛时必须排除空气的影响，___________(填“能”或“不能”)用氮气作保护气，原因是___________。 (5)海绵钛可用碘提纯，原理为，则在提纯过程中，的作用是___________。 (6)若“滤液②”第ii步加磷酸后恰好沉淀完全时溶液，此时溶液中___________。 【答案】(1)、 (2) 避免加热时氧化生成的水解生成氢氧化铁沉淀，降低产品纯度 (3) (4) 不能 在高温下会与反应生成 (5)将粗钛从低温区转移到高温区，与杂质分离 (6) 【分析】钛铁矿酸浸除去SiO2，滤液①经水解得到含钛沉淀，沉淀氯化后生成TiCl4，再用镁还原得海绵钛；滤液②加磷酸沉铁，制备电极材料。做题时按步骤分析物质转化、离子反应、条件控制与溶度积计算即可。 【详解】（1）“酸浸”后，钛主要以形式存在，可知钛为价，故中铁为价，钛铁矿酸浸后生成、氯化亚铁和氯化镁，二氧化硅与盐酸不反应。从而得出金属阳离子为、。 （2）由流程可知水解生成，离子方程式为；滤液中的二价铁在加热条件下部分会转化为三价铁，为防止其水解生成氢氧化铁沉淀，应控制溶液pH。 （3）由元素守恒可知可燃性无色气体为，故反应方程式为。 （4）Mg在高温下会与反应生成，因此不能用氮气作保护气，保护气应选用氩气等稀有气体。 （5）在提纯过程中，高于400℃时碘和钛反应生成四碘化钛，在1250℃四碘化钛分解生成碘和钛，所以的作用是将粗钛从低温区转移到高温区，与杂质分离。 （6）由溶度积可知，溶液中恰好完全沉淀时，的浓度为，，则溶液pH约为2时，溶液中的浓度为。 【变式9-3】（2026·湖南衡阳·模拟预测）钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，广泛用于火箭、飞机制造业等。工业上利用钛铁矿(主要成分为、FeO等)制备金属钛的工艺流程如下。 资料：Ti为固体，化学性质稳定，不溶于稀硫酸、稀盐酸等。 (1)基态Ti原子中有___________个未成对电子。 (2)将钛铁矿投入反应釜前，先将其粉碎的目的是___________。 (3)已知：  ，该反应极难进行，从化学平衡的角度解释向反应釜中通入氯气的同时加入焦炭的原因是___________。 (4)反应釜中还得到了，能与在沸腾炉中分离，是利用了与的___________不同。 (5)写出合成器中反应的化学方程式：___________。利用上述方法制取的金属钛中可能会含有少量杂质，该杂质是金属___________。由金属钛的性质可知，除去这种杂质可以用___________(填试剂名称)。 (6)钛原子(Ti)在一定条件下和碳原子可形成气态团簇分子，分子模型如图所示(白球表示钛原子，黑球表示碳原子)，其化学式为___________。 【答案】(1)2 (2)增加反应物的接触面积，增大反应速率 (3)C与反应减少了的浓度，且C与反应放热，温度升高，使平衡正向移动 (4)沸点 (5) 镁(Mg) 稀盐酸(或稀硫酸) (6) 【分析】钛铁矿加入氯气和焦炭高温下生成液态四氯化钛，通过沸腾炉转变为气态四氯化钛与氯化铁分离，再用金属镁将钛还原制得产品，据此回答； 【详解】（1）基态Ti原子的价电子排布式为，有2个未成对电子； （2）将固体粉碎后，可以增加反应物的接触面积，增大反应速率； （3）从平衡移动角度，加入焦炭后，C与反应减少的浓度，且C与反应放热，温度升高，使平衡正向移动，所以向反应釜中通入氯气的同时需向反应体系中加入焦炭； （4）将和的混合物在沸腾炉中分离，这是利用了与的沸点不同，沸点较低，先气化得到气态； （5）合成器中利用镁将钛置换出来，故反应为，利用该方法制取的金属钛中可能会含有少量杂质镁，因Ti为固体，化学性质稳定，不溶于稀硫酸、稀盐酸等，故可用稀盐酸(或稀硫酸)除去金属钛中含有少量杂质镁； （6）该物质是气态团簇分子，其结构就是其分子结构，分子中含有的原子就是其化学式中含有的原子，根据图示，该分子中含有13个C原子，14个钛原子，其化学式为。 知识总结 钛铁矿制备钛 钛铁矿(主要成分为，其中为+4价)，则为价，与焦炭、氯气发生反应：；在气氛中、℃下与发生反应，化学方程式为：。 题型10 钴、钒及相应的化合物 举一反三 【例10】【结合工艺流程】（2026·内蒙古呼和浩特·二模）铁钴铜合金湿法分离流程如下，下列说法错误的是 已知：单质与单质化学性质相似 A．“酸浸”反应： B．“氧压水解”反应： C．“氧压水解”中可适当提高温度促进水解以提高铁回收率 D．滤液结晶后母液可用于“酸浸”，实现循环利用 【答案】A 【分析】酸浸中铁钴铜合金加入稀H2SO4，Fe和Co溶解，Cu不溶形成铜渣，滤液1含Fe2+、Co2+。氧压水解中通入O2，Fe2+被氧化为Fe3+并水解生成Fe2O3沉淀，Co2+留在溶液中形成CoSO4滤液，CoSO4滤液结晶后母液可返回“酸浸”步骤，实现H2SO4循环利用。 【详解】A．已知Co与Fe化学性质相似，Co与稀H2SO4反应生成和，化学方程式为：，A错误； B．“氧压水解”中Fe2+被O2氧化为Fe2O3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：，B正确； C．Fe3+水解是吸热反应，升温促进水解，使Fe3+更完全沉淀为Fe2O3，提高铁回收率，同时升温加快O2氧化Fe2+速率，C正确； D．“氧压水解”产生H+，母液含H2SO4，可返回酸浸步骤，实现循环利用，D正确； 故选A。 【变式10-1】（2026·安徽合肥·模拟预测）一种实现铜冶炼烟尘中高效脱除砷和回收利用铜、铅、锌、铋等多种有价金属的工艺流程如图所示： 已知：ⅰ.铜冶炼烟尘的主要成分为、、、、、、和，煤的主要成分为。 ⅱ.易升华，、具有两性。 ⅲ.常温下，，，当某离子的物质的量浓度时，认为该离子沉淀完全。 回答下列问题： (1)“低温焙烧”时不参加反应，与煤、发生反应时有、和等气体生成且两种氧化剂的物质的量之比为，则该反应的化学方程式为_______________； (2)“氯化浸出”时金属离子以氯配离子{如}的形式存在，若，写出发生反应的离子方程式：_________________。 【答案】(1) (2) 【分析】铜冶炼烟尘的主要成分为、、、、、、和，通过低温焙烧，使砷以形式挥发并被收集，从而实现初步脱砷。水浸过程将可溶性组分溶解，分离出铅铋渣，便于后续处理。氯化浸出中铅铋渣与HCl、NaCl混合，氯化浸出进一步溶解铅、铋等金属，形成含金属离子的溶液，通过还原反应，将某些金属离子还原为金属单质或低价态化合物，还原后的混合物用硫酸处理，洗滤步骤分离出粗铅产品，同时得到含铁溶液，通过电化学方法从溶液中沉积出高纯度的铋。 【详解】（1）根据题目信息，反应物为、煤（C）和，生成物有 、、。根据元素守恒，铅元素会转化为硫酸铅，两种氧化剂和的物质的量之比为，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。 （2）在“氯化浸出”步骤中，（碱性氧化物）与盐酸反应生成，与形成配离子，若，配离子为，配平反应的离子方程式为：。 【变式10-2】（2026·福建莆田·三模）一种主要成分为(Pb为价)的钒铅矿(杂质元素为Si、Al)，通过如下工艺可制得。 已知：①沉淀的最佳pH范围为7.0~8.5。 ②。 下列说法错误的是 A．“出炉气”可用碱液吸收以避免环境污染 B．“电炉焙烧”中氧化剂和还原剂的物质的量比为 C．“除硅铝”时，的最低浓度为 D．“沉钒”时发生反应： 【答案】C 【分析】原料为钒铅矿，主要成分为，含、杂质，目标产物为。电炉焙烧环节，通入空气、加入纯碱，被氧化为，同时生成作为出炉气，得到含、及含硅、铝杂质的固体；热水浸取后，等难溶物作为浸渣分离，溶液中含及可溶性硅、铝杂质；调pH至8~9除硅铝，将硅、铝转化为沉淀除去；最后加入，与结合生成沉淀。 【详解】A．出炉气为、，二者均为酸性气体，可与碱液反应被吸收，避免污染环境，A正确； B．电炉焙烧中，氧化剂为，每个得到4个，还原剂为，每个失去1个，由电子守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为，B正确； C．除硅铝时pH为8~9，范围为，由可知，，越大，则越小，代入计算得最低，C错误； D．沉钒时，溶液中与加入的结合生成沉淀，反应为，D正确； 故选 C。 【变式10-3】（2026·陕西西安·模拟预测）一种从湿法炼锌产生的废渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物）中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如图： 已知常温下溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全（）时的pH（见下表）： Co3+ Co2+ 开始沉淀的pH 1.5 6.9 - 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 回答下列问题： (1)“浸出”前，将废渣磨碎，其作用是__________。 (2)“氧化”的目的是__________；若要检验“氧化”是否完全，应选用的试剂是__________。（填化学式） (3)“氧化沉钴”中生成的离子方程式为__________。 (4)“调pH”步骤中，若pH=4，则“滤渣2”是__________。 (5)“氧化沉钴”中调pH=4，则“滤液”中的浓度为__________。 (6)“滤液”中主要的阳离子有和__________（填离子符号）。 (7)ZnO是半导体材料，ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能。Zn-N键中离子键成分的百分数小于Zn-O键，原因是__________。 【答案】(1)增大接触面积，加快浸出速率，提高浸出率 (2) 将氧化为，便于后续除铁 (3) (4) (5) (6) (7)O的电负性大于，与的电负性差更大，与之间的成键电子对会更偏向，导致离子键成分更高 【分析】废渣先经磨碎后用硫酸浸出，使钴，锌，铁等以可溶性离子进入溶液，铅则转化为硫酸铅成为滤渣1除去：浸出液用二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子，再加入氧化锌调节pH至4，使铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀成为滤渣2除去，保留钴离子和锌离子；随后加入高锰酸钾进行氧化沉钴，将Co2+氧化为Co(OH)3沉淀，高锰酸根被还原为二氧化锰，二者共同作为产品，滤液中主要含锌离子，钾离子，实现了钴，锰的富集回收与锌，铅等元素的分离，由此分析： 【详解】（1）“浸出”前，将废渣磨碎，导致固体颗粒减小，比表面积增大，反应接触更充分，浸出效率越高； （2）“氧化”的目的是：将Fe2+氧化为Fe3+，便于后续调pH除去铁元素；亚铁离子的检验方案为：取少量氧化后的溶液于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若不产生蓝色沉淀，说明氧化完全；若产生蓝色沉淀，说明氧化不完全； （3）KMnO4作为氧化剂，将Co2+氧化为Co(OH)3，自身还原为MnO2，方程配平后得到：； （4）根据分析，此时溶液中的离子主要有钴，锌，铁等可溶性离子，根据表格， Fe3+沉淀完全的pH为2.8，pH=4时Fe3+已经完全沉淀，锌离子与二价钴离子均未开始沉淀，所以滤渣2为Fe(OH)3； （5）沉淀完全时，，；时，，； （6）根据分析的过程，经过了一系列的处理，此时溶液中主要的阳离子为锌离子和加入KMnO4氧化后的； （7）离子键成分与成键原子的电负性差正相关，电负性差越大，离子键成分越高，因为O的电负性大于N，O对电子的吸引能力更强，Zn与O之间的成键电子对更偏向O，离子键成分更高；而N的电负性较小，Zn与N之间的成键电子对偏向程度更小，离子键成分更低。 知识总结 金属钴的工业制备 1．湿法冶钴：绝大多数钴资源需先通过湿法冶金浸出、提纯得到钴盐溶液，再还原为金属钴。 含钴化合物的制备 1．废旧锂电池提钴以钴酸锂正极废料为原料，硫酸+双氧水体系浸出，作还原剂将+ 3价钴还原为易溶的+2价：，后续经萃取分离锂、钴，再沉淀、煅烧得到钴化合物，实现资源循环。 靶向突破·分层训练 根基夯实 1．（2026·重庆·三模）2025年12月3日，我国朱雀三号重复使用运载火箭成功发射。下列有关说法错误的是 A．火箭加注的液氢燃料是高能清洁燃料 B．飞船内常用固体来吸收空气中的 C．火箭用到的先进陶瓷材料属于无机非金属材料 D．火箭箭体用到钛合金，钛属于稀土金属 【答案】D 【详解】A．液氢燃烧热值高，反应产物只有水，无污染物产生，属于高能清洁燃料，A正确； B．是强碱，可与酸性氧化物发生反应，能够吸收飞船内空气中的，B正确； C．陶瓷的主要成分为无机硅酸盐或其他无机非金属化合物，属于无机非金属材料，先进陶瓷也属于该类别，C正确； D．稀土金属指镧系元素以及钪、钇，钛属于过渡金属，不属于稀土金属，D错误； 故答案为：D。 2．（2026·河北承德·模拟预测）我国出土的文物呈现了瑰丽的历史文化，下列文物的主要成分属于金属材料的是 A．后母戊青铜方鼎 B．天然夜明珠 C．玉谷纹璧 D．青花云龙纹扁瓶 【答案】A 【详解】A．后母戊青铜方鼎的主要成分是青铜，属于金属材料，A符合题意； B．天然夜明珠的主要成分是氟化钙，属于无机非金属材料，B不符合题意； C．玉谷纹璧的主要成分都是硅酸盐，属于无机非金属材料，C不符合题意； D．青花云龙纹扁瓶的主要成分都是硅酸盐，属于无机非金属材料，D不符合题意； 故选A。 3．（2026·贵州铜仁·模拟预测）贵州历史悠久，物产丰饶。下列描述的物质中属于金属矿产的是 A．蔺地佳布，冬暖夏凉，宜衣宜幔，边地至宝 B．黔中孕灵，丹砂映日，溪山藏宝，水银流光 C．夜郎枸酱，味压江南，一缕醇香，通于南越 D．黔中佳纸，小屯称最，吸墨不洇，落笔生韵 【答案】B 【详解】A．描述的佳布属于纺织纤维制品，不属于金属矿产，A不符合题意； B．描述的丹砂是硫化汞矿物，可提炼金属汞（水银），属于金属矿产，B符合题意； C．描述的枸酱属于食品类有机物，不属于金属矿产，C不符合题意； D．描述的佳纸主要成分为纤维素，属于纸品，不属于金属矿产，D不符合题意； 故选B。 4．（2026·海南儋州·二模）化学改善人类生活、创造美好世界。下列说法正确的是 A．“稀土金属”是外形酷似金属的泥土 B．“绿色水华”是绿色污染物排入了河流 C．“低碳技术”是燃烧含碳量低的煤炭技术 D．“蓝色经济”是开发与发展海洋资源 【答案】D 【详解】A．稀土金属是元素周期表中镧系元素及钪、钇共17种金属元素的统称，属于金属资源，并非外形酷似金属的泥土，A错误； B．“绿色水华”是水体中氮、磷等营养物质超标，导致藻类等浮游生物大量繁殖引发的水体富营养化污染，不是绿色污染物直接排入河流导致，B错误； C．“低碳技术”是以降低二氧化碳排放量为核心的各类节能减排技术，并非燃烧含碳量低的煤炭的技术，C错误； D．“蓝色经济”是指开发、利用海洋资源，发展海洋相关产业的经济模式，D正确； 选D。 5．（25-26高三上·河南·阶段检测）下列说法错误的是 A．应远离热源、可燃物，并与还原性物质分开存放 B．向饱和碳酸钠溶液中缓慢滴加稀盐酸，一开始未观察到有气泡产生 C．将和按体积比通入品红溶液，能观察到品红溶液快速褪色 D．实验安全图标提醒实验者实验中会用到明火，要正确使用火源 【答案】C 【详解】A．KMnO4是强氧化剂，受热易分解，且易与可燃物、还原性物质反应，因此需远离热源、可燃物并与还原性物质分开存放，A正确； B．向饱和碳酸钠溶液中滴加稀盐酸，初期盐酸少量时发生反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，无气泡产生，继续滴加盐酸至过量才生成CO2，B正确； C．Cl2和SO2按体积比1∶1通入品红溶液时，发生反应Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4，生成的HCl和H2SO4无漂白性，品红溶液不褪色，C错误； D．题中图标为火焰图标，通常表示实验中涉及明火操作，需正确使用火源，D正确； 故答案选C。 6．（2026·山东德州·一模）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺。下列说法错误的是 已知： ①：熔点314℃沸点460℃ ②分解温度：CuO 1100℃、 560℃、 680℃、高于1000℃ A．焙烧温度可以选择500℃ B．酸浸的目的是溶解CuO C．浸出渣的成分是 D．电解后所得溶液可返回酸浸工序中循环利用 【答案】A 【分析】铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)焙烧将S转化为二氧化硫，因沸点低被蒸出，设计温度为600℃，根据已知信息，硫酸铜被分解，生成氧化铜，硫酸锌和硫酸铅未分解，加水浸取后，硫酸锌溶于水形成溶液被分离出去，留下氧化铜，硫酸铅，加硫酸溶解，硫酸铅不溶于硫酸，氧化铜与硫酸反应转化成硫酸铜，过滤分离，浸出渣为硫酸铅，浸出液主要为硫酸铜，硫酸铜经过电解或置换法转化为铜，据此解答。 【详解】A．要实现各物质分离，焙烧需要满足：变为气体除去（温度高于其沸点）；分解为不溶于水的（才能在水浸时保留在固体中，和可溶的分离），因此温度需要高于分解温度；同时保证不分解，仍为可溶的硫酸盐，温度需要低于分解温度。因此合适的焙烧温度范围为，不能选择，A错误； B．焙烧分解得到，不溶于水，水浸后留在固体中，酸浸的目的就是用酸溶解得到可溶性铜盐，B正确； C． 已知分解温度高于，全程不分解，且不溶于酸，因此酸浸后留在浸出渣中，C正确； D．电解浸出液（硫酸铜溶液）得到铜，电解反应为，电解后所得溶液为硫酸，可返回酸浸工序循环使用，D正确； 答案选A。 7．（2026·山东青岛·一模）用某废旧锂离子电池中钴酸锂()粗品制备纯品，实现资源的循环利用，主要工艺流程如下。 已知：①氯化胆碱是一种铵盐，“微波共熔”时提供；②在溶液中常以(蓝色)和(粉红色)形式存在；③25℃时，，认为沉淀完全。下列说法错误的是 A．“微波共熔”反应中草酸作还原剂 B．“水浸”溶液颜色发生变化，离子方程式为 C．25℃当“沉钴”反应恰好完成时，溶液pH约为4.9 D．“高温烧结”的化学方程式为 【答案】C 【分析】氯化胆碱-草酸和LiCoO2微波共熔的过程中，Co被还原为+2价，经过水浸滤液中Co以[Co(H2O)6]2+存在，加入氢氧化钠沉钴，得到Co(OH)2沉淀和含有锂离子的溶液，Co(OH)2固体经过煅烧得到Co3O4固体，含有锂离子的溶液中加入碳酸钠溶液生成碳酸锂沉淀，碳酸锂和Co3O4高温烧结（通入空气氧化）得到LiCoO2产品。 【详解】A．根据分析，草酸将Co元素还原为+2价，故草酸的作用是作还原剂，A正确； B．已知为蓝色， 为粉红色，“水浸”时与水发生配位平衡转化，离子方程式为：，溶液由蓝色变为粉红色，颜色发生变化，B正确； C．“沉钴”反应为，沉淀完全时；根据 ，代入 ：，，时， ，则：，，C错误； D．碳酸锂和高温烧结（通入空气氧化）得到产品，则“高温烧结”发生反应的化学方程式为，D正确； 故选C。 8．（2026·江西景德镇·三模）从废旧CPU中回收Au、Ag、Cu的部分流程如下： 已知：。下列说法不正确的是 A．酸溶时，溶解相同的原料，使用浓硝酸产生的氮氧化物比使用稀硝酸产生的多 B．向过滤所得滤液中加入过量浓氨水，可以分离Cu2+、Ag+ C．用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金 D．向1 mol HAuCl4中加入过量Zn充分反应，最多消耗 【答案】B 【分析】由流程可知，向废旧CPU中加入硝酸溶液酸溶，将银、铜转化为银离子、铜离子，金不溶解，过滤得到含银离子和铜离子的滤液和滤渣；向滤渣中加入硝酸和氯化钠的混合溶液，将金溶解得到溶液，向溶液中加入锌粉，将转化为金，过滤得到金，据此分析。 【详解】A．浓硝酸与金属原料反应生成，与稀硝酸反应生成。以溶解为例，铜与浓硝酸反应方程式：，生成；铜与稀硝酸反应方程式：，生成，浓硝酸产生的氮氧化物更多，A正确； B．都能与过量氨水反应生成铜氨配离子和银氨配离子，用过量的氨水无法分离，B错误； C．在水溶液中电离产生，溶液中有硝酸根离子，相当于硝酸，具有强氧化性，并且会与金离子配位，使金溶解，C正确； D．由分析可知，加入锌粉的目的是将转化为金，由题意可知为强酸，在溶液中完全电离出的氢离子也能与锌反应。根据得失电子守恒计算，完全反应时，设消耗的锌为，，解得，最多消耗，D正确； 故选B。 9．（2026·四川绵阳·二模）以镍镉矿（主要成分为NiS、CdO，含、CuO、PbO、等杂质）为原料回收部分金属单质的工艺流程如图所示： 已知：①电极电位越高，金属阳离子氧化性越强； ②25℃，部分电对的电极电位表 电对 电极电位/V 下列说法错误的是 A．“酸浸”时，温度越高酸浸效果越好 B．“滤渣Ⅰ”的成分主要为、S和 C．可以加入或NiO调节溶液pH，“净化”时加入的Y物质最好为Ni D．流程中的和CO等均可循环利用 【答案】A 【分析】由题给流程可知，镍镉矿在空气中加入稀硫酸酸浸，硫化镍和金属氧化物溶于稀硫酸得到硫酸盐，二氧化硅不与稀硫酸反应，酸浸时空气中的会氧化中的生成单质，所以过滤得到的滤渣Ⅰ含有二氧化硅、硫单质、硫酸铅，向滤液中加入物质X调节溶液pH，将溶液中转化为氢氧化铁沉淀，X可以是碳酸镍或氧化镍等，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣Ⅱ和滤液，向滤液中加入物质Y，将溶液中铜离子转化为铜，结合题目所给氧化性及过程中尽量不引入杂质，可知向滤液中加入的物质Y是镍，过滤得到含有铜、镍的金属和硫酸镍、硫酸镉的滤液，滤液经电解得到含有镉和镍的固体和稀硫酸溶液，向固体中通入一氧化碳气化分离得到四羰基合镍和镉，四羰基合镍受热分解生成一氧化碳和镍，则该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳和硫酸等，据此分析回答： 【详解】A．酸浸时，适当升高温度可以加快反应速率，提高浸出率，但温度过高时，空气中溶解度降低，不利于氧化，同时会增大能耗，因此不是温度越高酸浸效果越好，A错误； B．由分析可知，滤渣Ⅰ的成分为、、，B正确； C．调节pH是为了除去，为不引入新杂质，可选用或，它们能与反应，使水解沉淀完全，“除杂”是为了除去，根据电极电位可知，金属还原性Ni>Cu，加入Ni可以将置换出来且不引入新杂质，故Y最好为，C正确； D．电解过程中，阳极生成，电解液中得到，可循环回酸浸步骤使用，加热分解生成和，可循环回气化步骤使用，因此和均可循环利用，D正确； 答案选A。 10．（2026·辽宁抚顺·一模）金属冶炼在国民经济发展中有着重要作用。工业上以某软锰矿(主要成分为，还含有少量、及)为原料制备锰酸锂()的工艺流程如图所示。 已知：当溶液中某离子浓度不大于时，该离子沉淀完全。室温下相关物质的如下表所示。 物质 回答下列问题： (1)工业上，需进行预处理将软锰矿转化为矿浆，其目的是___________。 (2)浸渣的主要成分是___________(填化学式)。 (3)“酸浸”中，加入的目的是___________；“酸浸”，浸出液中可能含有，检验浸出液中是否存在的试剂为___________(填化学式)；若溶液中还存在，为节约成本，可加入少量___________(填名称)。 (4)若“酸浸”后浸出液中且已检测无，则“调pH”时应调节pH的范围为___________。 (5)“锂化”时，控制与的物质的量之比为，充分混合后，在反应器中加热制取，反应器中的反应过程如下： ①升温到时，开始分解产生和；升温到时，开始分解产生另一种气体X和固体Y，X恰好与分解反应产生的的物质的量相等，X是___________(填化学式，下同)，Y是___________。 ②继续升温到时，和固体Y发生反应，固体质量逐渐增加，当质量不再增加时，得到高纯度的锰酸锂，写出反应的化学方程式：___________。 【答案】(1)增大反应物接触面积，加快浸出速率，提高软锰矿中锰的浸出率 (2) (3) 作还原剂，将中+4价Mn还原为，便于浸出 (或酸性合理即可) 二氧化锰 (4) (5) （或合理即可） 【分析】该工业流程先进行预处理将软锰矿转化为矿浆，将矿浆与稀硫酸混合，进行酸浸反应，目的是将矿石中的MnO2、Fe2O3、Al2O3溶解生成相应的硫酸盐，而SiO2不溶解过滤除去，酸浸后的溶液中存在Fe3+、Al3+、Mn2+，为了除去Fe3+、Al3+，调节溶液pH值，使这些离子沉淀完全，将除去Fe3+和Al3+后的溶液进一步处理，沉锰得到Mn(OH)2，再氧化为MnO2，使得与充分混合后，在反应器中加热制取。 【详解】（1）将块状矿石转化为矿浆，增大反应物接触面积，加快浸出速率，提高软锰矿中锰的浸出率； （2）软锰矿中不与稀硫酸反应，因此留在浸渣中； （3）中Mn为+4价，需要还原为才能进入浸出液，加入的目的是作还原剂，将中+4价Mn还原为，便于浸出； 检验可用铁氰化钾(产生蓝色沉淀)或酸性高锰酸钾(溶液褪色)； 选取作氧化剂，可氧化生成和，同时不引入新杂质且成本低； （4）需要使、沉淀完全，且不沉淀： 沉淀完全时：，，得，，由于沉淀完全时更小，因此至少为；开始沉淀时：，，得c(OH-)=10-5.9 mol/L，，因此需要小于，所以为； （5）①，分解：，生成，则物质的量为，分解生成气体，分解只能生成，因此为；根据原子守恒，分解后固体含、，因此固体为。 ②和与氧气反应生成，配平后上述方程式为：（或合理即可）。 综合进阶 1．1．（2026·河南安阳·三模）蓝铜矿(主要成分为甲)是一种天然蓝色铜矿石，在冶金、颜料、文物修复等领域均有应用。甲在一定条件下能发生如下转化： 下列叙述正确的是 A．甲一定是 B．乙的主要成分是 C．丁可能是 D．使戊溶液显黄色的离子是 【答案】D 【详解】A．根据题干信息可判断甲加热分解生成、和黑色固体乙，说明甲含Cu、C、H、O四种元素，属于碱式铜盐，但不一定是，还可能是其他碱式碳酸铜，如，因此选项A错误； B．乙是黑色固体，而是砖红色固体，不符合乙的颜色特征；（黑色）与浓盐酸反应时，浓盐酸中浓度较高，会生成黄色络离子，稀释后转化为蓝色的，与题目现象一致，因此乙的主要成分是，选项B错误； C．丁能使澄清石灰水变浑浊且无毒，有毒，不符合“无毒”的条件，因此丁不可能是，选项C错误； D．乙（）与浓盐酸反应时，浓盐酸中浓度较高，与结合生成黄色的络离子；加水稀释后，浓度降低，与结合生成蓝色的，因此使戊溶液显黄色的离子是，选项D正确； 故选D。 2．（2026·云南·三模）实验室模拟利用含钴废料(主要成分为，还含有少量的铝箔等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图所示： 已知：、难溶于水。 下列说法错误的是 A．“碱浸”发生的反应为 B．“酸溶”反应中可以用代替 C．“操作①”用到的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒 D．“沉钴”时若浓度太大，可能导致产品中混有 【答案】B 【分析】含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔等杂质)经第一步碱浸操作，废料中的铝箔溶解为Na[Al(OH)4]除去，过滤后得到的滤渣主要含有Co3O4，加入硫酸、过氧化氢酸溶，Co3O4中的Co3+被H2O2还原为Co2+，H2O2作还原剂被氧化；经过操作①得到滤液②，则操作①为过滤操作，所得滤液②中主要含CoSO4，最后加入碳酸钠沉钴操作获得CoCO3，以此分析。 【详解】A．碱浸操作，废料中的铝箔溶解为Na[Al(OH)4]除去，发生的离子反应为：，A正确； B．由分析知，H2O2被氧化，作还原剂，不能用O2代替，B错误； C．操作①为过滤操作，用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，C正确； D．“沉钴”时若浓度太大，溶液碱性较强会产生Co(OH)2杂质，导致产品不纯，D正确； 故选B。 3．（2026·四川德阳·二模）我国研发的歼10C战斗机采用高强度Ti合金，某化学研究小组从钒钛矿(主要成分为FeTiO3含有少量的V2O5、SiO2、Al2O3、CaO、MgO)中，制备TiO2同时获得一种重要的工业催化剂V2O5，制备流程如下： 资料：①V2O5是两性氧化物，弱碱性条件下以形式存在，pH大约为2时，V元素以形式存在。 ②NH4VO3难溶于水。 ③硅酸根在pH=5.8时，凝胶生成速率最快。 回答下列问题： (1)预处理时需将钒钛矿破碎、球磨的目的________。 (2)第四周期d区金属的低价离子在水溶液中以水合物形式存在，没有未成对d电子的水合离子无色，如Ti4+。写出其电子排布式________。 (3)调pH”时NaOH溶液的作用是________。滤渣③主要成分是________可用于建筑材料。 (4)滤渣①中FeTiO3与浓硫酸反应生成了TiOSO4与另一种盐，写出其化学方程式________。 (5)已知V2O5是一种较强的氧化剂，溶于盐酸生成VOCl2并放出黄绿色气体，写出反应离子方程式________。 (6)25℃时，Ksp(NH4VO3)=1×10−3，若调pH后溶液中浓度为0.2mol/L，欲使沉淀率达到99%，计算此时浓度为________。 (7)100t含FeTiO3 22.8%的钒钛矿经过以上流程转变为H2TiO3，H2TiO3经过灼烧最后得到TiO2 10.2t，TiO2损失率为________。 【答案】(1)增大接触面积，加快后续浸取速率，提高浸取率 (2) (3) 调节至弱碱性使V元素以形式存在 (4) (5) (6)0.5mol/L (7)15% 【分析】钒钛矿经过预处理破碎、球磨后，用溶液进行碱浸：与反应生成可溶性的；在弱碱性条件下以形式进入溶液；而不与碱反应，以滤渣①形式分离出来。向碱浸后的滤液中通入进行沉淀：与反应，分别生成沉淀，以滤渣②形式除去；含的滤液中加入溶液调 pH，将溶液调为弱碱性，使 V 元素以形式存在，同时中和过量的酸，避免后续沉钒时 pH 过低；再加入沉钒，生成难溶于水的沉淀，后续经过煅烧等操作得到工业催化剂。滤渣①（主要含）中加入浓硫酸进行酸浸：与浓硫酸反应生成、和水；与硫酸反应生成微溶于水的，以滤渣③形式除去；含、的溶液经过结晶，析出；结晶后的滤液加热水解，生成沉淀，经灼烧分解最终得到，以此解答； 【详解】（1）预处理时需将钒钛矿破碎、球磨的目的：增大接触面积，加快后续浸取速率，提高浸取率； （2）Ti原子序数为22，电子排布式为；失去4个电子形成时，先失去最外层4s电子，再失去3d电子，电子排布式为：； （3）的作用：调 pH，将溶液调为弱碱性，使V元素以形式存在，同时中和过量的酸，避免后续沉钒时pH过低；滤渣③的主要成分：； （4）反应生成和，配平后：； （5）为强氧化剂，与盐酸反应生成和，配平后：； （6）已知，沉淀率99%，则溶液中剩余浓度为：，根据溶度积公式，得：； （7）钒钛矿总质量为100t，其中的质量分数为22.8%，则；的摩尔质量为，的摩尔质量为，根据Ti元素守恒，1mol可生成1mol，因此理论产量为：；实际得到的质量为10.2t，损失率的计算公式为：，代入数据：。 4．（2026·山东泰安·二模）纳米由于比表面积大，用于制备锂离子电池正极材料。以软锰矿(含有的氧化物)为原料制备和的工艺流程如下： 已知：25℃时，的，的。 (1)“浸出渣”的主要成分有_______。 (2)“碱化过滤”时，当恰好完全沉淀时(当溶液中为完全沉淀)，溶液中_______(填“>”“<”或“=”)。 (3)“氧化”过程中要严格控制通入空气的时间，理论上生成需要通入空气的体积(标况下)_______。(空气中氧气体积分数按20%计) (4)“水热法”时，温度控制在160℃，反应的离子方程式为_______，“一系列操作”为_______，过滤，洗涤，干燥。 (5)该工艺中可循环利用的物质有_______。 (6)写出制备的化学方程式_______。 【答案】(1)， (2)< (3)56 L (4) 蒸发浓缩，冷却结晶 (5)、 (6) 【分析】软锰矿中含有、和的氧化物，与硫酸混料、焙烧生成，加水浸出；浸出液中溶于水形成溶液，和作为浸出渣被分离。在碱化过滤过程中，与反应生成沉淀，之后经浆化，氧化，过滤烘干等过程转化为，与碳酸锂反应生成。在水热法过程中，被氧化为，同时生成硫酸铵，经一系列操作得到硫酸铵晶体。 【详解】（1）由分析知，浸出渣主要为、。 （2）恰好完全沉淀时，由得：，。的，则，因此<。 （3）中Mn为价，中总正价为，生成共失去电子；作氧化剂得电子，由电子守恒得需要物质的量为，空气中体积分数为，因此标况下空气体积为。 （4）水热法中被氧化为，被还原为，配平后得到离子方程式；从硫酸铵溶液获得硫酸铵晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （5）流程中焙烧步骤生成SO3，SO3与水反应生成硫酸，水热法生成H2SO4，可回到第一步混料工序循环使用；。 （6）与高温下反应生成，元素化合价升高，需要O2作氧化剂，配平后得到化学方程式。 5．（2026·湖南衡阳·模拟预测）硼化钛()常用于制备导电陶瓷材料。工业上以高钛渣(主要成分为、、和，还有少量、)为原料制取的流程如下： 已知：①难溶于盐酸，可溶于热的浓硫酸形成； ②高温下的稳定性强于。 请回答下列问题： (1)硼化钛具有空间网状结构，硼化钛能作为磨料的原因是_______。 (2)“筛分”的目的为_______。 (3)“酸解”过程中发生反应的化学方程式为_______。 (4)“水解”时，宜加入_______(填“大量”或“少量”)的水；结合本流程，处理滤液2比较理想的方案是_______。 (5)方案Ⅰ中，加入碳粉的量不宜过多，其原因是_______。 (6)方案Ⅱ中，“高温还原”过程中生成的化学方程式为_______。 (7)用方案Ⅰ制备。已知高钛渣中钛的含量为a%，“电弧炉热还原”时产率为80%，其余步骤损失率共为10%，则2 t高钛渣可制得的质量为_______kg。 【答案】(1)硼化钛为共价晶体，硬度大 (2)获得颗粒度合适、均匀的原料，增大接触面积，加快反应速率 (3) (4) 大量 蒸发浓缩后循环用于“酸解”步骤 (5)过量的碳会与反应生成更稳定的，降低的产率 (6) (7) 【分析】高钛渣(主要成分为、、和，还有少量、)磨碎后筛分得到颗粒大小均匀的原料，同时增大反应物的接触面积，加快酸浸速率，让反应更充分；用盐酸酸浸，难溶于盐酸，不溶于盐酸和硫酸，故滤渣中有、，热的浓硫酸酸解得到，水解得到，脱水，经方案Ⅰ被和碳粉还原得到；经方案Ⅱ与和碳粉反应生成，与和氢气反应生成。 【详解】（1）硼化钛的空间网状结构表明其为共价晶体，而共价晶体原子间通过强共价键结合，因此硬度大，故可作为磨料； （2）磨碎后筛分得到颗粒大小均匀的原料，同时增大反应物的接触面积，加快酸浸速率，让反应更充分； （3）可溶于热的浓硫酸形成，则“酸解”过程的化学方程式为：； （4）水解目的是让转化为沉淀，加入大量水可以促进水解的正向进行，使充分沉淀；滤液2是含硫酸的水溶液，可将其蒸发浓缩后，回到“酸解”步骤循环使用，提升原料利用率； （5）根据已知信息②高温下的稳定性强于，若碳粉加入过多，过量的碳会与反应生成更稳定的，会降低的产率，因此碳粉用量不宜过多； （6）方案Ⅱ中，高温还原是与和氢气反应生成，根据元素守恒配平方程式可得：； （7）2 t高钛渣中含钛的质量为，根据元素守恒，Ti最终转化为，“电弧炉热还原”时产率为80%，其余步骤损失率共为10%，则得到的Ti质量为，的摩尔质量为，因此的质量为。 20 / 66 学科网（北京）股份有限公司 $